アミノペプチダーゼI

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概要

アミノペプチダーゼIは、Saccharomyces cerevisiae（出芽酵母）における細胞質から液胞への標的化（Cvt）経路のカーゴタンパク質であり、オートファジー様のタンパク質輸送経路に属する非古典的な小胞性生合成輸送経路である。この経路により小胞内へ取り込まれる第2の酵素であるα-マンノシダーゼも、Atg19受容体およびアミノペプチダーゼIに直接結合することで輸送される。アミノペプチダーゼIは同種12量体複合体を形成し、細胞質で合成・会合した後、二重膜小胞に封入されて液胞へ輸送される。アミノペプチダーゼIの同種12量体複合体は、アミノ末端のロイシン残基に対するエキソペプチダーゼ活性を有する。

由来

プロテアーゼの一種であるアミノペプチダーゼは、哺乳類、植物、微生物など、種を超えて広く存在する。植物および動物におけるアミノペプチダーゼは組成が複雑で含量も低いため、抽出コストが高くなる。酵素製剤産業の急速な発展に伴い、市場需要に対応するため、微生物発酵による酵素生産が主流の潮流および研究の重点となっている。現在、アミノペプチダーゼ産生微生物は広範に報告されており、大きく2群に分類される。すなわち、Trichoderma、Penicillium、Aspergillus、酵母類などの真核微生物と、Pseudomonas、Lactobacillus、Bacillus、Actinomycesなどの原核微生物である。

用途

• タンパク質の高度加水分解

プロテアーゼと併用することで、タンパク質の加水分解度を大幅に高めることができる。醤油醸造、チーズ製造、その他のタンパク質加水分解物の製造において、タンパク質利用率の向上およびコスト削減に寄与する。例えば、Cui ChunおよびZhao Moumingは、フレーバープロテアーゼ（プロテアーゼとアミノペプチダーゼの複合酵素）を用いてブルーガーデンフィッシュジンセンタンパク質を高度に酵素分解し、6時間の酵素分解後にタンパク質利用率が83.3%に達し、21時間で加水分解度が59.7%に達した。

• 生理活性ペプチドの調製

生理活性ペプチドの多くは細胞増殖因子であり、体内含量は極めて低い一方で生物活性が高く、多くの細胞の生理機能および代謝活動に対して生体調節作用を発揮する。健康および美容に資する機能も有する。タンパク質を制御下で酵素分解し、特定の活性ペプチドを得ることは、安全かつ効率的な活性ペプチド調製法である。Liuらは、まずプロテアーゼで大豆分離タンパク質を加水分解し、その後アミノペプチダーゼで処理したところ、プロテアーゼ単独加水分解と比較して、製品中のペプチド含量が約12%増加し得ることを見出した。

• 医療分野における特別用途

アミノペプチダーゼは、神経毒性化学剤および有機リン系農薬を効果的に除去でき、医療用解毒剤および環境用消毒剤の双方として利用可能である。ロイシルアミノペプチダーゼ等の酵素は、タンパク質配列決定のための分子ツールとしても使用できる。

製造

アミノペプチダーゼは自然界に広く分布しており、由来の異なるアミノペプチダーゼ間で発現量および基質特異性に大きな差異がある。植物および動物からのアミノペプチダーゼ抽出は工程が複雑でコストも高いため、関連する植物・動物由来アミノペプチダーゼの抽出は、一般に酵素特性の評価（キャラクタリゼーション）および関連疾患の診断を目的として実施される。これに対し、微生物は酵素生産量が多く、抽出工程が簡便で製造コストも低いことから、市販のアミノペプチダーゼ製品は基本的に微生物発酵により製造されている。