ALDH2

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アセトアルデヒド脱水素酵素、略してALDHは、アセトアルデヒドを酢酸に酸化する反応を触媒するアルデヒド脱水素酵素の一種です。肝臓のエタノール脱水素酵素は、エタノール（ワインの成分）をアセトアルデヒドに酸化し、生成されたアセトアルデヒドは、基質としてアセトアルデヒド脱水素酵素によって無害な酢酸（酢の成分）にさらに変換されます。

はじめに

アセトアルデヒドは、体内のいくつかのタンパク質、リン脂質、核酸などに共有結合することがあります。肝臓や他の臓器におけるアセトアルデヒドの酸化は、ポリペプチドテトラマーであるALDHによって触媒されます。テトラマー構造や他の生化学的特性に基づいて、ALDHをコードする遺伝子は少なくとも7つ存在します（ALDH1、ALDH2、ALDH7）が、基質特異性とサブユニット構成に基づいて、ALDH1とALDH2のみが「真の」ALDHと見なされます。「ALDH2はミトコンドリアに存在し、ALDH、ALDH3、ALDH4は細胞質に存在します。ADHとALDH2は純粋なテトラマーであり、分子量54,000のサブユニットで構成されています。ヒト赤血球には、肝細胞質内のALDHと同一のALDHが含まれています。

図1. アルコール代謝とアルコール消費に強く影響を与える酵素。 (Wang Q., et al. 2021)

構造

ALDH2の活性部位は、NAD+のニコチンアミド環によって2つの半分に分かれています。ヒトALDH2遺伝子によってコードされる酵素は、3つの構造ドメインを含むテトラマー酵素であり、2つの二ヌクレオチド結合構造ドメインと3本のβシートドメインがあります。ニコチンアミド環のA側（Pro-R）には3つのシステインクラスター（Cys301、Cys302、Cys303）があり、B側（Pro-S）にはThr244、Glu268、Glu476、およびThr244とGlu476に結合した秩序ある水分子があります。

特性

ALDH2は亜鉛を含む酵素です。その分子は2つのサブユニットで構成されており、1つのサブユニットは酵素の活性中心に位置し、もう1つは四次構造の安定剤として機能します。補酵素の存在下で、特定の一次または二次アルコール、アルデヒド、ケトン（エタノールを含む）の脱水素化を触媒し、アセトアルデヒドよりも高い速度でn-ブチラールデヒド、シンナムアルデヒド、ベンズアルデヒドの脱水素化を触媒します。放出された水素はNADによって受け取られ、還元型補酵素Iになります。血清エタノール脱水素酵素活性は急性肝炎における実質細胞損傷の診断指標です。血清酵素活性は、正常な被験者や二次肝疾患のない患者では陰性です。

機能

肝臓のエタノール脱水素酵素は、エタノール（アルコールの成分）をアセトアルデヒドに酸化する役割を果たし、生成されたアセトアルデヒドは、基質としてアセトアルデヒド脱水素酵素によって無害な酢酸（すなわち、酢の成分）にさらに変換されます。アセトアルデヒドはエタノールよりも毒性が高く、二日酔いの主な原因の一つです。さらに、アセトアルデヒドは発癌性が疑われており、人間の腫瘍の発生に関連しています。体内でアセトアルデヒドの変換に主に関与する酵素は、肝臓のアセトアルデヒド脱水素酵素（ALDH）です。ALDH1とALDH2の間には触媒速度に明確な違いがあります。