コレステロールエステラーゼ

コレステロールエステラーゼ（CHE、EC 3.1.1.13）は、コレステロールエステルをコレステロールと脂肪酸に加水分解する重要なステロイド酵素です。これは、血清中の総コレステロールの臨床検出において重要な酵素の一つです。

出所

コレステロールエステラーゼは、肝臓、膵臓、副腎、性腺、乳腺、脳、黄体など、多くの生物組織に存在します。コレステロールエステラーゼの製品は1960年代まで主に動物の臓器から得られていましたが、近年、多くの研究者が微生物によるコレステロールエステラーゼの生産に注目しています。これらの微生物には、pseudomonas fluorescent、pseudomonas mendocina、Alcaligenes sp、strptomyces lavendulac、fusarium oxysporum、sstrptomyces sp、rhodococcus.sp、et alが含まれます。1975年、Uwajima et alは、蛍光pseudomonas培養物から初めてコレステロールエステラーゼを精製しました。異なる出所のコレステロールエステラーゼは異なる機能を持つことが知られており、現在、膵臓、肝臓、軽基質のコレステロールエステラーゼが広く研究され、使用されています。

特性

異なる出所からのコレステロールエステラーゼの特性は、分子サイズ、構造、基質特異性、反応動力学において異なります。一般的に、CHEの相対分子量は12kDaから60kDaの範囲にあります。しかし、微生物由来の哺乳類CHEは比較的大きな分子量（>60kDa）を持ち、500以上のアミノ酸残基から構成されています。ゲル濾過検出による分子量は少し高くなる可能性があり、これはコレステロールアセターゼポリメラーゼの形成によるものかもしれません。酵素の構造特性とアミノ酸配列に基づいて、CHEは2つのグループに分けることができます。高等真核生物、酵母、グラム陰性細菌由来のCHEは、同じ酵素触媒中心を持つファミリーを構成し、GXSXG配列と触媒トリプレット、すなわちセリン/ヒスチジン/アスパラギン酸およびグルタミン酸を含みます。CHEの加水分解の触媒メカニズムは、キモトリプシンセリンプロテアーゼとして知られています。放線菌由来のコレステロールエステラーゼは別のファミリーを構成し、このファミリーは典型的なアルコールエステラーゼのGXSXG配列を持たず、2つのセリンと1つのアスパラギン酸残基という3つの保存されたアミノ酸残基を持っています。

構造

pseudomonas sp由来のコレステロールエステラーゼの結晶構造は図1に示されています。この酵素は、分子量63kDa、534のアミノ酸残基からなる2つの同一のサブユニットで構成されています。CHEの特徴は、18のαスパイラル、19のβフォールド、33のリジンを含むことです。

図1. コレステロールエステラーゼの結晶構造（1.4Å分解能）（Pletnev, V. et al 2002年）

コレステロールエステラーゼの構造は、4つの空間的に分離された界面接触領域と、内部のインターダイマー空洞への2つの対称関連ペアの開口部を持つダイマーです。各サブユニットの疎水性活性部位の溝は、中央の界面空洞を挟んで向かい合っています。CHEサブユニットには、Asn314およびAsn351残基に付随する糖鎖があり、各部位に2つの秩序あるN-アセチル-D-グルコサミン部分が見えます。

活性測定

近年、研究者たちは微生物由来のコレステロールエステラーゼの基質特異性と反応動力学を研究しました。CHEの異なる資源間には、pH、温度、安定性、基質特異性、活性測定などのいくつかの違いがあります。CHEの酵素活性は、500 nmで測定された吸光度値に基づいて決定されます。CHE活性の測定は以下のように結論付けられます：1mLの液体Aと500mLの液体Bを混合し、50μLの適切に希釈した酵素液を加え、正確に40°Cで15分間反応させます。その後、1.4 mLの0.1mol/L HClを加えて酵素反応を終了させます。酵素活性は、1μMの基質を1分間で触媒加水分解するために必要な酵素量として定義されます。

CHEとヒトの代謝

コレステロールエステラーゼとヒトの代謝との関係を理解するために、多くの研究が行われています。膵臓のコレステロールエステラーゼは、トリ、ジ、単のフタレインおよびリン脂質に対して基質特異性を持つことが知られています。肝臓では、コレステロールの動的バランスを維持します。コレステロールは、ヒトの体内で自由形態とエステル化形態の2つの形態を持っています。CHEは肝臓のリソソーム、細胞溶質、ミクロソームに存在すると報告されています。リソソーム酸性リパーゼは、コレステロールエステルとトリフタレイングリセロールの肝細胞受容体への移行中にリポタンパク質細胞の加水分解に関与しています。コレステロールエステラーゼの修飾は、動脈硬化の病因において重要な役割を果たすと考えられています。しかし、コレステロールエステラーゼの活性化と抑制の詳細はまだ不明です。

参考文献