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| ペプチダーゼS8、サブチリシン関連 | |||||||||
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 S8 + I9 (右下)、枯草菌 ( PDB : 2pmw ) | |||||||||
| 識別子 | |||||||||
| シンボル | ペプチダーゼ_S8 | ||||||||
| パム | PF00082 | ||||||||
| インタープロ | 著作権 | ||||||||
| プロサイト | PDOC00125 | ||||||||
| キャス | 1cse | ||||||||
| SCOP2 | 1cse / スコープ / SUPFAM | ||||||||
| 医療機器 | cd07477 | ||||||||
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| サブチリシンBPN' | |||||||
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 ズブチリシンS8ドメインの結晶構造。 [1] | |||||||
| 識別子 | |||||||
| 生物 | |||||||
| シンボル | 4月 | ||||||
| CAS番号 | 9014-01-1 | ||||||
| エントレズ | 5712479 | ||||||
| ＰＤＢ | 1st2 その他の構造 | ||||||
| ユニプロット | P00782 | ||||||
| その他のデータ | |||||||
| EC番号 | 3.4.21.62 | ||||||
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| GO:0004252 | |||||||
ズブチリシンは、もともと枯草菌から得られたプロテアーゼ（タンパク質分解 酵素）である。[2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
サブチリシンは、サブチラーゼ、つまりセリンプロテアーゼのグループに属し、他のすべてのセリンプロテアーゼと同様に、活性部位のセリン残基を介してペプチド（アミド）結合への求核攻撃を開始します。サブチリシンの分子量は通常 27kDa です。サブチリシンは、バチルス・アミロリケファシエンスなどの特定の種類の土壌細菌から得られ、大量に分泌されます。
命名法
「サブチリシン」は単一のタンパク質を指すのではなく、古典的なサブチリシンを含むサブチラーゼの系統群全体を指します。系統群はさらに、「真のサブチリシン」（古典的なメンバーを含む）、「高アルカリ性サブチリシン」、「細胞内サブチリシン」、および「系統学的に中間のサブチリシン」（PIS）の4つのグループに分類できます。[9] [10]注目すべきサブチリシンには以下が含まれます。
その他の非商用名には、ALK酵素、バチルスペプチダーゼ、枯草菌アルカリプロテアーゼ、コリスチナーゼ、ジェネナーゼI、プロテアーゼXXVII、サブチロペプチダーゼ、カズサーゼ、プロテアーゼVIII、プロチンA 3L、プロテアーゼSなどがあります。
分子の正体が不明なその他の商品名には、SP 266、orientase 10B (HBI Enzymes)、Progress (Novozyme)、Liquanase (Novozyme) などがあります。
構造
ズブチリシンの構造は、X線結晶構造解析によって決定されています。成熟型は、いくつかのαヘリックスと大きなβシートを持つ275残基の球状タンパク質です。N末端には、ズブチリシンの折り畳みを助けるI9プロペプチドドメイン（InterPro： IPR010259）が含まれています。このドメインをタンパク質分解によって除去すると、酵素が活性化されます。これは、セリンプロテアーゼのキモトリプシン族とは構造的に無関係ですが、活性部位で同じタイプの触媒トライアドを使用します。これは、収斂進化の典型的な例です。
触媒のメカニズム
活性部位は、触媒トライアドに配置されたAsp-32、His-64、および活性部位Ser-221を含む電荷リレーネットワークを特徴としています。電荷リレーネットワークは次のように機能します。Asp-32のカルボキシレート側鎖は、His-64のイミダゾール環上の窒素結合プロトンに水素結合します。これは、Aspが生理学的pHで負に帯電しているために可能になります。His-64の他の窒素は、Ser-221のOHプロトンに水素結合します。この最後の相互作用により、OHの電荷分離が起こり、酸素原子がより求核的になります。これにより、Ser-221の酸素原子は、隣接するAsn-155のカルボキシアミド側鎖の支援を受けて、入ってくる基質（ペプチド結合など）を攻撃できるようになります。
Asp-32、His-64、Ser-221 は順番に離れていますが、3D 構造では収束して活性部位を形成します。
上記の相互作用をまとめると、Ser-221 は求核剤として作用し、部分的に負の酸素原子でペプチド結合を切断します。これは、サブチリシンの電荷中継部位の性質により可能になります。
アプリケーション
研究ツール
モデル生物としてB. subtilis を使用する分子生物学では、サブチリシンをコードする遺伝子 ( aprE ) は、その必要性のなさから、レポーター構築物を組み込む際にamyEに次いで 2 番目に選択される遺伝子であることが多いです。
コマーシャル
タンパク質工学的に合成されたサブチリシンは、市販製品に広く使用されており（天然酵素は洗剤や高温によって容易に不活性化される）、汚れ除去剤とも呼ばれ、例えば洗濯用洗剤[15]や食器用洗剤、化粧品、食品加工、[16]スキンケア製品、コンタクトレンズ洗浄剤、有機合成化学の研究などに使用されています。
労働安全衛生
職場では、吸入、飲み込み、皮膚接触、眼接触によってサブチリシンに曝露する可能性があります。国立労働安全衛生研究所（NIOSH）は、60分間で60 ng/m 3の推奨曝露限界（REL）を設定しています。 [17]
サブチリシンは「酵素洗剤喘息」を引き起こす可能性がある。サブチリシン（アルカラーゼ）に敏感な人は、通常、バチルス・サブチリス菌にもアレルギーがある。[18]
参照
参考文献
- ^ PDB : 1st2 ; Bott R, Ultsch M, Kossiakoff A, Graycar T, Katz B, Power S (1988年6月). 「1.8ÅにおけるBacillus amyloliquefaciens subtilisinの3次元構造と過酸化物不活性化の構造的結果の分析」The Journal of Biological Chemistry . 263 (16): 7895–906. doi : 10.1016/S0021-9258(18)68582-5 . PMID 3286644.
- ^ オッテセン M、スヴェンセン I (1970)。スブチリシン。方法 Enzymol. Vol. 19. 199 ～ 215 ページ。土井：10.1016/0076-6879(70)19014-8。ISBN 978-0-12-181881-4。
- ^ Markland FS、Smith EL (1971)。「サブチリシン：一次構造、化学的および物理的特性」。Boyer PD (編)。酵素。第3巻（第3版）。ニューヨーク：Academic Press。pp. 561–608。
- ^ Philipp M, Bender ML (1983). 「サブチリシンとチオールサブチリシンの速度論」.分子細胞生化学. 51 (1): 5–32. doi :10.1007/bf00215583. PMID 6343835. S2CID 24136200.
- ^ Nedkov P、Oberthür W、Braunitzer G (1985 年 4 月)。「サブチリシン DY の完全なアミノ酸配列の決定とサブチリシン BPN'、Carlsberg、amylosacchariticus の一次構造との比較」。生物化学Hoppe-Seyler。366 ( 4): 421–30。doi :10.1515/bchm3.1985.366.1.421。PMID 3927935 。
- ^ Ikemura H, Takagi H, Inouye M (1987年6月). 「大腸菌における活性サブチリシンEの生産のためのプロ配列の必要性」. The Journal of Biological Chemistry . 262 (16): 7859–64. doi : 10.1016/S0021-9258(18)47646-6 . PMID 3108260.
- ^ Polgár L (1987). 「セリンプロテアーゼの構造と機能」 。Brocklehurst K、Neuberger A (編)。加水分解酵素。アムステルダム: Elsevier。ISBN 0-444-80886-8。
- ^ Vasantha N、Thompson LD、Rhodes C、Banner C、Nagle J、Filpula D (1984 年 9 月)。「Bacillus amyloliquefaciens 由来のアルカリプロテアーゼおよび中性プロテアーゼの遺伝子には、シグナル配列と成熟タンパク質をコードする領域の間に大きなオープンリーディングフレームが含まれています」。Journal of Bacteriology . 159 (3): 811–9. doi :10.1128/JB.159.3.811-819.1984. PMC 215730 . PMID 6090391。
- ^ Falkenberg, Fabian; Rahba, Jade; Fischer, David; Bott, Michael; Bongaerts, Johannes; Siegert, Petra (2022年10月). 「Alkalihalobacillus okhensis Kh10-101 T由来の新規な酸化安定性、耐塩性、高アルカリ性サブチリシンの生化学的特性」. FEBS Open Bio . 12 (10): 1729–1746. doi :10.1002/2211-5463.13457. PMC 9527586. PMID 35727859 .
- ^ Falkenberg, F; Bott, M; Bongaerts, J; Siegert, P (2022). 「サブチラーゼファミリーの系統学的調査とデータマイニングに基づくバチルス科からの新規サブチリシンの検索」. Frontiers in Microbiology . 13 : 1017978. doi : 10.3389/fmicb.2022.1017978 . PMC 9549277. PMID 36225363.
- ^ Eschenburg, S; Genov, N; Peters, K; Fittkau, S; Stoeva, S; Wilson, KS; Betzel, C (1998 年 10 月 15 日)。「サブチリシン DY の結晶構造 (サブチリシン カールスバーグのランダム変異体)」。European Journal of Biochemistry . 257 (2): 309–18. doi :10.1046/j.1432-1327.1998.2570309.x. PMID 9826175。
- ^ Betzel, C; Klupsch, S; Branner, S; Wilson, KS (1996). Bacillus lentus 由来アルカリプロテアーゼ savinase および esperase の結晶構造。実験医学生物学の進歩。第 379 巻。pp. 49–61。doi : 10.1007 /978-1-4613-0319-0_7。ISBN 978-0-306-45108-9. PMID 8796310。
- ^ Betzel, C; Klupsch, S; Papendorf, G; Hastrup, S; Branner, S; Wilson, KS (1992 年 1 月 20 日)。「Bacillus lentus 由来アルカリプロテアーゼ Savinase の 1.4 Å 分解能での結晶構造」。Journal of Molecular Biology。223 ( 2): 427–45。doi :10.1016/0022-2836(92)90662-4。PMID 1738156 。
- ^ 「THERMOASE PC10F by Amano Enzyme USA Co., Ltd. - 食品、飲料、栄養」www.ulprospector.com。
- ^ 「スパー洗濯洗剤の内容」。
- ^ Chaplin M (2004年12月20日). 「食品産業におけるプロテアーゼの応用」ロンドンサウスバンク大学。2010年3月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年3月3日閲覧。
- ^ 「CDC - NIOSH 化学物質の危険性に関するポケットガイド - スブチリシン」www.cdc.gov 。2015年 11 月 21 日閲覧。
- ^ モスビーの医学・看護・関連健康辞典、第 14 版、557 ページ
