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AAO

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公式フルネーム
AAO
背景
酵素学において、L-アスコルビン酸オキシダーゼ（EC 1.10.3.3）は、2 L-アスコルビン酸 + O₂ ↔ 2 デヒドロアスコルビン酸 + 2 H₂O の化学反応を触媒する酵素である。したがって、本酵素の基質はL-アスコルビン酸およびO₂の2種であり、生成物はデヒドロアスコルビン酸およびH₂Oの2種である。
同義語
アスコルバース；アスコルビン酸オキシダーゼ；アスコルバートオキシダーゼ；アスコルビックオキシダーゼ；アスコルバートデヒドロゲナーゼ；L-アスコルビン酸オキシダーゼ；AAO；L-アスコルバート：O2オキシドレダクターゼ；AAオキシダーゼ；EC 1.10.3.3；9029-44-1；L-アスコルバートオキシダーゼ
関連情報

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アスコルビン酸オキシダーゼ（アスコルベートオキシダーゼ）は銅含有酵素であり、細胞質に局在するか、または細胞壁に結合して存在する。アスコルビン酸オキシダーゼは他の酸化還元反応と共役して末端酸化酵素として機能し、アスコルビン酸の酸化を触媒することで抗老化作用を示し、植物における物質代謝に重要な役割を果たす。ピルビン酸、イソクエン酸、α-ケトグルタル酸、リンゴ酸、グルコース-6-リン酸および6-ホスホグルコン酸はいずれも脱水素酵素によりHプロトンが除去され、補酵素へ移送される。次いで、グルタチオンがHプロトンをアスコルビン酸へ移送する。アスコルビン酸オキシダーゼの作用下で、アスコルビン酸はO2により酸化され、O2はHプロトンと結合して水を生成する。

構造

AAO

アスコルビン酸オキシダーゼはホモ二量体酵素で、分子量は70 kDa、各サブユニットは552アミノ酸残基（ズッキーニ由来）からなる。3つのドメインはいずれも類似したβバレル型のフォールディングを示す。単核銅部位はドメイン3に位置し、三核銅クラスターはドメイン1とドメイン3の間に結合している。アスコルビン酸分子に相補的な還元基質の結合ポケットはタイプ1銅部位近傍に存在し、溶媒からアクセス可能である。さらに、溶媒から三核銅クラスター（ジオキシゲンの結合および反応部位）へ至る広いチャネルがアスコルビン酸オキシダーゼに存在する。

酵素活性測定

アスコルビン酸オキシダーゼ活性の測定法として一般的に用いられるのはヨウ素滴定法であり、簡便な装置で実施可能な古典的手法で、精度が高い。第2の方法は分光光度法で、高感度・高精度であり、再現性が良好で適用範囲が広く、選択性にも優れる。第3の方法は酸素電極法で、高感度かつ良好な精度を有するが、酸素電極は温度変化に非常に敏感であるため、測定中は恒温維持が必要である。第4の方法はパルスポーラログラフィーで、操作が簡便で再現性があり、ヨウ素滴定法の結果と整合する。

影響因子

温度 アスコルビン酸オキシダーゼは45℃未満で2つの活性ピークを示し、酵素活性は最大40分まで長時間持続し、温度上昇に伴い活性ピークは前倒しとなる。50℃超では短時間の活性ピークを示し、60℃では持続時間は20分にとどまる。
pH アスコルビン酸オキシダーゼはpH 5～7の範囲で高い活性を示し、pH 5で最も強く、1.06ユニットに達する。pHの上昇に伴い酵素活性は低下し、pH 9では0.35ユニットにとどまる。
光強度および窒素形態 高光強度条件下では、アンモニウム態窒素を供給した植物の生育が抑制され、単位新鮮葉当たりのクロロフィル含量が有意に低下し、アスコルビン酸オキシダーゼ含量は硝酸態窒素条件より有意に高かった。低光条件では、窒素形態の違いはアスコルビン酸オキシダーゼ含量に影響しない。
オゾン O3はアスコルビン酸オキシダーゼ活性を阻害し、濃度が高いほど阻害は強い。O3にはアスコルビン酸含量を維持する作用がある。
減圧 減圧はアスコルビン酸オキシダーゼ活性の抑制に有意な影響を及ぼし、果実の硬度およびアスコルビン酸含量の維持に寄与する。
植物ホルモン 一般的な植物生長調節剤のうち、ウニコナゾールおよびアブシジン酸はアスコルビン酸オキシダーゼ活性を増加させ、ジベレリンはアスコルビン酸オキシダーゼ濃度の増加を遅延させる。2,4-ジクロロフェノキシ酢酸は、一定の低濃度においてアスコルビン酸オキシダーゼ活性を促進し得る。
活性化因子 金属キレート剤（EDTA）、還元剤（NaHSO3）、H3BO3、C6H8O7およびH2Oはアスコルビン酸オキシダーゼの活性化因子である。これは、これらの物質がアスコルビン酸オキシダーゼの基質、または酵素の補欠分子族に対して異なる作用特性を有するためである。同一の酵素溶液にCu2+を添加するとアスコルビン酸オキシダーゼに対して阻害作用を示し、金属銅によるアスコルビン酸の分解と関連する可能性がある。
金属イオン 植物組織をCa2+、Cu2+、Al3+およびK+の各濃度を含む溶液で処理すると、アスコルビン酸オキシダーゼ濃度は大きく影響を受ける。低濃度処理では酵素活性を抑制する傾向があり、濃度上昇に伴い酵素活性は増加するが、ピークに達すると酵素活性は阻害される。

用途

アスコルビン酸オキシダーゼは植物生理学において重要である。研究により、アスコルビン酸オキシダーゼ活性はコムギの病害抵抗性およびトウガラシのアブラムシ抵抗性と関連することが示されている。異なる処理後、キウイ、サボテンナシ、リンゴ、冬ナツメなど一部の果実は長期間の鮮度保持が可能となる。アルミニウムイオンやカルシウムイオンなどの金属イオンストレス条件を用いることで、酵素活性を一定程度向上させ得る。また、低分子有機化合物の存在下でも活性は程度の差はあるものの変動し、異なる栽培条件下での作付けに関する参照情報を提供する。

参考文献

  1. Messerschmidt A. 8.14 Copper Metalloenzymes [J]. Comprehensive Natural Products II, 2010:489-545.
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