酸性プロテアーゼ

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プロテアーゼは、トリプシンの一種で、プロテオリシス（タンパク質を小さなペプチドや個々のアミノ酸に分解する反応）の速度を促進します。彼らは、水が結合を破壊する反応である加水分解によって、タンパク質内のペプチド結合を切断することによってこれを達成します。プロテアーゼは、摂取したタンパク質の消化、タンパク質の異化（古いタンパク質の分解）、および細胞シグナル伝達を含む多くの生物学的機能に関与しています。他の助けのメカニズムがなければ、プロテオリシスは非常に遅く、数百年を要します。プロテアーゼは、すべての生命形態とウイルスに存在することができます。彼らは独立して何度も進化しており、異なる種類のプロテアーゼは、全く異なる触媒メカニズムを通じて同じ反応を実行することができます。

分類

タンパク質のペプチド結合を加水分解する酵素のクラスの一般的な用語です。ポリペプチドを加水分解する方法に応じて、エンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼに分けることができます。エンドペプチダーゼは、タンパク質分子の内部を切断して、より小さな分子量とペプトンを形成します。エキソペプチダーゼは、タンパク質分子の自由アミノまたはカルボキシル末端からペプチド結合を一つずつ加水分解し、アミノ酸を放出します。前者はアミノペプチダーゼで、後者はカルボキシペプチダーゼです。活性中心と最適pH値に応じて、プロテアーゼはセリンプロテアーゼ、チオールプロテアーゼ、メタロプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼに分けることができます。反応の最適pH値に応じて、酸性プロテアーゼ、中性プロテアーゼ、アルカリ性プロテアーゼに分けられます。工業生産に使用されるプロテアーゼは主にエンドペプチダーゼです。

出所

プロテアーゼは、動物の臓器、植物の茎や葉、果物、微生物に広く存在します。微生物プロテアーゼは主にカビや細菌によって生成され、次いで酵母や放線菌が続きます。

酸性プロテアーゼ

酸性プロテアーゼは、プロテアーゼが最適pHが低いことを意味し、酵素の活性部分に存在する酸性基を指すものではありません。酸性プロテアーゼの最適pHは約2（ペプシン）から約4の範囲です。酵素活性-PH曲線の分析から、酵素の活性部分には1つ以上のカルボキシル基が存在します。このタイプのプロテアーゼで最も徹底的に研究されているのはペプシンです。

図1. 酸性プロテアーゼのタンパク質構造。

阻害剤

白色酵素の活性はプロテアーゼ阻害剤によって抑制されます。プロテアーゼ阻害剤の一例は、セリンプロテアーゼ阻害剤スーパーファミリーです。これには、α1-アンチトリプシン（自分の炎症性プロテアーゼの過剰な作用から体を保護）、α1-アンチキモトリプシン（同様）、C1阻害剤（過剰なプロテアーゼ誘発補体システムの活性化から体を保護）、アンチトロンビン（過剰な凝固から体を保護）、プラスミノーゲン活性化因子阻害剤1（プロテアーゼ誘発フィブリノリシスを防ぐことによって不十分な凝固から体を保護）、および神経セリンプロテアーゼ阻害剤が含まれます。

自然のプロテアーゼ阻害剤には、細胞の調節と分化に役割を果たすアリシクリックタンパク質ファミリーが含まれます。リポカリンに結合した脂溶性リガンドが腫瘍プロテアーゼを抑制する特性を持つことが発見されています。自然のプロテアーゼ阻害剤を抗ウイルス療法に使用されるプロテアーゼ阻害剤と混同しないでください。一部のウイルス（HIV/AIDSを含む）は、繁殖サイクル中にプロテアーゼに依存しています。したがって、プロテアーゼ阻害剤は抗ウイルス手段として開発されました。

他の自然のプロテアーゼ阻害剤は、防御メカニズムとして使用されます。一般的な例は、いくつかの植物の種子に見られるトリプシン阻害剤であり、その中でも最も顕著なのは人間です。大豆は主な食用作物であり、自然の敵を防ぐことができます。未処理の大豆は、含まれるプロテアーゼ阻害剤が変性するまで、多くの動物（人間を含む）にとって毒性があります。

参考文献

1. Southan C.; et al. A genomic perspective on human proteases as drug targets. Drug Discovery Today. 2001, 6 (13): 681–688.