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| ブロモペルオキシダーゼ/クロロペルオキシダーゼ、バナジウム | |
|---|---|
| 識別子 | |
| シンボル | Br/Cl_ペルオキシダーゼ |
| キャス | 1qhb |
| SCOP2 | 1qhb / スコープ / SUPFAM |
| 医療機器 | cd03398 |
バナジウム臭化ペルオキシダーゼは、ハロペルオキシダーゼと呼ばれる酵素の一種です。その主な機能は、光合成中に生成される過酸化水素を細胞内または細胞周辺から除去することです。溶解した有機物との二次反応で次亜臭素酸(HOBr) が生成され、その結果、生物の防御に関連する有機化合物が臭素化されます。これらの酵素は、世界中の 天然有機臭素化合物の大部分を生成します。
バナジウム臭化ペルオキシダーゼは、バナジウムを必要とする数少ない酵素の1つです。活性部位は、1つのヒスチジン側鎖を介してタンパク質に結合したバナジウム酸化物中心と、酸化物リガンドへの水素結合の集合体を備えています。[1]
発生と機能
バナジウム臭化ペルオキシダーゼは、臭素化有機化合物を生成する細菌、真菌、海洋マクロ藻類（海藻）、海洋微細藻類（珪藻）で発見されています。 [2]これは、非常に安定した特異的な臭化ペルオキシダーゼを持っていますが、おそらくバナジウム依存性ではない、ムレックスカタツムリなどの高等真核生物の臭化ペルオキシダーゼとして明確に特定されていません。 [3]臭化ペルオキシダーゼの目的はまだ不明ですが、有力な説には、光合成によって生成される過酸化水素を制御する方法、および/または細菌の増殖を防ぐ次亜臭素酸を生成することによる自己防衛メカニズムであるというものがあります。[4] [5]
酵素は、過酸化水素による臭化物（海水の 0.0067% ）の酸化を触媒します。結果として生じる求電子臭化物陽イオン（Br +）は炭化水素（次の式では RH と表記）を攻撃します。
- RH + Br − + H 2 O 2 → R-Br + H 2 O + OH −
臭素化は様々な溶解性有機物に作用し、臭素化が進むとブロモホルムの形成につながります。[6]バナジウム臭化ペルオキシダーゼは、年間推定100万～200万トンのブロモホルムと56,000トンの臭素メタンを生成します。[7]春に微細藻類が大量に発生する極地では、これらの化合物が対流圏や下部成層圏に流入する可能性があります。[8] [9]臭素化メタンは光分解により臭素ラジカル（Br .）を生成し、オゾン層の破壊につながる可能性があります。[10] 地球上の天然有機臭素化合物のほとんどは、この酵素の作用によって生成されます。
参考文献
- ^ Butler A、Carter-Franklin JN (2004 年 2 月)。「ハロゲン化海洋天然物の生合成におけるバナジウム臭化ペルオキシダーゼの役割」。Natural Product Reports . 21 (1): 180–8. doi :10.1039/b302337k. PMID 15039842。
- ^ Moore RM、Webb M、Tokarczyk R、Wever R (1996 年 9 月 15 日)。「海洋珪藻培養における臭素ペルオキシダーゼおよびヨードペルオキシダーゼ酵素とハロゲン化メタンの生成」。Journal of Geophysical Research: Oceans。101 ( C9 ): 20899–20908。Bibcode : 1996JGR ...10120899M。doi :10.1029/96JC01248。
- ^ Winter, JM; Moore, BS (2009 年 7 月). 「バナジウム依存性ハロペルオキシダーゼの化学と生物学の探究」. The Journal of Biological Chemistry . 284 (28): 18577–18581. doi : 10.1074/jbc.R109.001602 . PMC 2707250. PMID 19363038 .
- ^ Gribble, Gordon W. (2009-12-17).天然有機ハロゲン化合物: 包括的な最新情報。Springer- Verlag /Wein。Bibcode :2010nooc.book.....G. ISBN 978-3-211-99322-4。
- ^ Renirie R、Dewilde A、Pierlot C、Wever R、Hober D、Aubry JM (2008 年 7 月)。「バナジウムクロロペルオキシダーゼのアルカリ好性変異体 P395D/L241V/T343A の殺菌および殺ウイルス活性」。Journal of Applied Microbiology。105 ( 1): 264–270。doi : 10.1111/ j.1365-2672.2008.03742.x。PMID 18266697。
- ^ Butler, A.; Sandy, M. (2009年8月). 「ハロゲン化酵素の機構的考察」. Nature . 460 (7257): 848–854. Bibcode :2009Natur.460..848B. doi :10.1038/nature08303. PMID 19675645. S2CID 4344990.
- ^ Gribble, GW (1999). 「天然に存在する有機臭素化合物の多様性」.化学協会レビュー. 28 (5): 335–346. doi :10.1039/a900201d.
- ^ Wever, R.; van der Horst, MA (2013 年 9 月). 「揮発性臭素化合物の形成におけるバナジウムハロペルオキシダーゼの役割と環境への影響」(PDF) . Dalton Transactions . 42 (33): 11778–11786. doi :10.1039/c3dt50525a. PMID 23657250.
- ^ Hill, VL; Manley, SL (2009年5月). 「珪藻類からの反応性臭素とヨウ素の放出と極地および熱帯海洋におけるハロゲン移動におけるその役割」.陸水学および海洋学. 54 (3): 812–822. Bibcode :2009LimOc..54..812H. doi :10.4319/lo.2009.54.3.0812.
- ^ Saiz-Lopez, A.; von Glasow, R. (2012年10月). 「対流圏における反応性ハロゲン化学」.化学協会レビュー. 41 (19): 6448–6472. doi :10.1039/c2cs35208g. PMID 22940700.
外部リンク
- 「アクティブ サイト」。Jmol (chemapps.stolaf.edu)。インタラクティブ画像。ノースフィールド、ミネソタ州: セント オラフ カレッジ。
- 構造例: 1qhb
- ファミリー/ドメイン分類:
- 「ファミリー a.111.1.2」。SCOP 。ハロペルオキシダーゼ（ブロモペルオキシダーゼ）。カリフォルニア大学バークレー校、カリフォルニア州バークレー。
- 「スーパーファミリー 1.10.606.10」。CATHデータベース。バナジウム含有クロロペルオキシダーゼ、ドメイン 2。
- 「cd03398 PAP2 ハロペルオキシダーゼ」。CDD (ncbi.nlm.nih.gov)。メリーランド州ベセスダ：米国国立衛生研究所。
- 「全タンパク質」。InterPro。英国ケンブリッジシャー州ヒンクストン：欧州バイオインフォマティクス研究所。
