アルドラーゼ

アルドラーゼ

アルドラーゼは一種のリアーゼであり、狭義には1.6-ジリン酸-D-フルクトースを切断して3-リン酸-D-グリセルアルデヒドを形成する反応を触媒する酵素を指します。α-ジヒドロキシアセトンリン酸とともに（この反応の逆反応は糖新生でも触媒される）1.6-ジリン酸-D-フルクトースアルドラーゼを指します。（広義には、同じ形式の反応を触媒する酵素を指します。例えば、ラムノースリン酸アルドラーゼもアルドラーゼと総称されます。）

図1. アルドラーゼのタンパク質構造。

分類

アルドラーゼは主に4種類の依存性に分けられます。すなわち、アセトアルデヒド依存性、ピルビン酸/ホスホエノールピルビン酸依存性、グリシン依存性、ジヒドロキシアセトンリン酸依存性です。反応は可逆的なアルド縮合であり、△G°'=5.73 kcalで、ほぼすべての生物の解糖系において重要な酵素です。酵母や骨格筋から精製されています。酵母からの標準サンプルはα, α′-ビスピリジンやシステインによって不活化され、Fe²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Cu²⁺によって活性化されますが、筋肉や植物組織の酵素はジピリジンなどによって抑制されません。骨格筋では、この酵素の分子量は約150,000で、4つの主要なサブユニットで構成されています。上記の反応に加えて、アルドラーゼはさまざまなアルデヒドとジヒドロキシアセトンリン酸を縮合させる効果も持っています。自然界には2種類のアルドラーゼが見つかっています。1つは動物組織にあり、もう1つは主に細菌や真菌によって生成されます。最初のタイプのアルドラーゼは基質の存在下でナトリウムボロハイドライドによって抑制され、2番目のタイプのアルドラーゼはEDTAによって抑制されます。

メカニズムと構造

クラスIタンパク質はプロトン化されたシッフ塩基中間体を形成し、高度に保存された活性部位のリジンをDHAPカルボニル炭素に結合させます。さらに、チロシン残基は水素受容体を安定化させる重要な役割を果たします。クラスIIタンパク質は、二価カチオン（Zn²⁺など）でカルボニル基を極性化できる異なるメカニズムを使用します。大腸菌のガラクトリトールオペロンタンパク質gatYとN-アセチルガラクトサミンオペロンタンパク質agaYはタガトース-ビスリン酸アルドラーゼであり、クラスIIフルクトース-ビスリン酸アルドラーゼのホモログです。これらのホモログ配列の前半にある2つのヒスチジン残基は亜鉛に結合することが示されています。

臨床的意義

血清アルドラーゼの測定は主に筋肉および肝臓の病気の診断に使用されます。

(1) 筋肉疾患: 筋ジストロフィーおよび多発性筋炎の患者の血清アルドラーゼ活性は増加します。筋ジストロフィーの中では、酵素活性が最も高いのはデュシェンヌ型、四肢帯型、遠位型であり、肩腕型および眼筋型はわずかに上昇するか正常です。一般的に、アルドラーゼ活性は年齢とともに減少し、酵素活性は活動期および筋肉の萎縮前に最も顕著に増加するため、その測定はこの病気の診断に役立ちます。心筋梗塞の患者の血清アルドラーゼ活性は増加し、一般的に胸痛の発症から24〜48時間でピークに達し、変化の法則はASTと同じですが、ASTよりも早いです。狭心症は正常です。

(2) 肝疾患: 急性ウイルス性肝炎アルドラーゼの活性の上昇と下降はALTと平行しています。慢性肝炎、肝硬変、閉塞性黄疸はわずかに増加するだけです。

参考文献