カルボキシペプチダーゼY

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カルボキシペプチダーゼ（CP）は、ペプチド鎖のC末端から自由アミノ酸を一つずつ特異的に分解・放出するエキソペプチダーゼの一種です。動植物の組織や器官において、カルボキシペプチダーゼは重要な生理機能を果たしています。例えば、膵臓のカルボキシペプチダーゼAおよびBは食物の消化に使用され、カルボキシペプチダーゼM（CPM）はペプチドホルモンの処理に選択的に関与し、カルボキシペプチダーゼD（CPD）およびカルボキシペプチダーゼN（CPN）はペプチドおよびタンパク質の処理に関与しています。カルボキシペプチダーゼは、医療、食品およびその他の産業分野で広く使用されています。医療分野では、カルボキシペプチダーゼが体内の生化学反応に広く関与しているため、体内のカルボキシペプチダーゼの検出によって病気の診断および治療の目的を達成することができます。さらに、体内の有害物質を分解するために医療に使用することもできます。

図1. カルボキシペプチダーゼのタンパク質構造。

分類

• セリンカルボキシペプチダーゼ

セリンカルボキシペプチダーゼ（SCP）、または酸性カルボキシペプチダーゼとしても知られ、相対分子量が40,000-75,000のサブユニットを持つ真核生物のプロテアーゼの一種で、真菌、高等植物および動物組織に広く存在します。

• メタロカルボキシペプチダーゼ

メタロカルボキシペプチダーゼは、細胞外に存在し、タンパク質の消化を助けるカルボキシペプチダーゼの一種です。中性または弱アルカリ条件下で有機的な活性を持ちます。その中で、カルボキシペプチダーゼAはC末端アミノ酸を放出することができ、芳香族側鎖および大きな脂肪側鎖を持つカルボキシ末端アミノ酸に対して強い加水分解能力を持っています。

• シスチンカルボキシペプチダーゼ

システインカルボキシペプチダーゼは、カテプシンX（cathepsinX）としても知られています。C末端アミノ酸に対して広範な活性を持っていますが、C末端プロリンに対しては活性がなく、エンドヌクレアーゼ活性は非常に弱いです。

機能

カルボキシペプチダーゼは、タンパク質およびポリペプチド基質のC末端の芳香族または中性の脂肪族アミノ酸残基を加水分解し、プロリン、ヒドロキシプロリン、アルギニンおよびリジンを除くすべてのC末端アミノ酸を放出します。芳香族側鎖および大きな脂肪側鎖を持つカルボキシ末端アミノ酸は加水分解しやすいです。例えば、チロシン、フェニルアラニン、アラニンなどです。

応用

カルボキシペプチダーゼは、医療、食品およびその他の産業分野で広く使用されています。医療分野では、カルボキシペプチダーゼが体内の生化学反応に広く関与しているため、体内のカルボキシペプチダーゼの検出によって病気の診断および治療の目的を達成することができます。さらに、体内の有害物質（毒素など）を分解するために医療に使用することもできます。食品産業では、高F値オリゴペプチドの調製、食品や飼料中のオクラトキシンの除去、苦味除去剤として使用できます。バイオテクノロジー分野では、カルボキシペプチダーゼはペプチド合成およびペプチドアミノ酸配列の決定に使用できます。また、他の酵素の研究を助けるためのモデル酵素としても使用できます。動物由来のカルボキシペプチダーゼは主に豚や牛の膵臓に見られ、カルボキシペプチダーゼA/B（cadxypeptidaseA/B）などがあり、数量が非常に限られており高価であるため、その応用が制限されています。一方、微生物由来のカルボキシペプチダーゼ酵素は、酵母やアスペルギルスなどの真菌の液胞に存在し、広範な応用の見込みがあります。したがって、遺伝子工学戦略を使用して微生物をホストとして利用し、組換えカルボキシペプチダーゼを大量生産することが、カルボキシペプチダーゼの生産過程で直面する動植物原料源の制限を克服することが期待されています。