キモトリプシン

キモトリプシン（キマースとも呼ばれる）は、牛または豚の膵臓から抽出されたプロテオリティック酵素で、エンドペプチダーゼの機能を持っています。キモトリプシンは、タンパク質のペプチド鎖におけるチロシンおよびフェニルアラニンのカルボキシル末端ペプチド鎖を切断することによって、カルボキシル末端の芳香族アミノ酸（チロシン、トリプトファン、ロイシン）やメチオニンなどの疎水性残基を加水分解します。キモトリプシンは、炎症部位でフィブリン凝固を分解し、血栓の凝固を促進し、膿性分泌物や壊死組織の分解を促進することで、傷を浄化し、肉芽組織を再生し、創傷治癒を促進します。眼科および皮膚科におけるキモトリプシンの臨床応用が確認されており、局所分泌物や浮腫を減少させることができます。

特徴

ヒトキモトリプシンは、分子量29,000の糖タンパク質です。2つのペプチド鎖は3つのジスルフィド結合によって結合されており、セリンプロテアーゼと同じ保存された配列を持っています。主に心血管、皮膚、気管支などの結合組織に分布しています。キモトリプシンの最適pH値は8から9で、主な基質はAng Iおよびニューロテンシンです。キモトリプシンの活性は、キモトリプシン阻害剤および豆類トリプシン阻害剤によって拮抗されることがあります。キモトリプシンは、神経原性炎症、粘膜下腺分泌、寄生虫除去、血管活性代謝、リポタンパク質の細胞外マトリックスの分解に関連しています。

遺伝子

ヒト心臓キモトリプシンは単一コピー遺伝子の発現であり、その遺伝子は約3kbの長さで、5つのコーディング領域と4つのイントロンを持っています。両端はそれぞれ5'および3'非翻訳領域です。最初のコーディング領域は58 bpです。オープンリーディングフレームでは、成熟酵素前駆体の最初の19アミノ酸をコードしています。第2、第3、第4、第5のコーディング領域はそれぞれ151、136、255、141 bpで、2から49、50から94、95から179、180から226のアミノ酸をコードしています。触媒活性部位を構成するアミノ酸残基His45、Asp89、Ser182は、それぞれ第2、第3、第5のコーディング領域に位置しています。5つのコーディング領域は、各々672、742、186、368 bpの長さの4つのイントロンによって分離されています。

分類

哺乳類のキモトリプシンは、α-キモトリプシンとβ-キモトリプシンの2種類に分けられます。異なる動物のキモトリプシンは、Ang Iを分解する方法が異なります。モルモット、サル、ヒトのキモトリプシンはα-キモトリプシン（Ang II生成酵素）であり、Ang IのPhe⁸-His⁹間のペプチド結合を切断してAng IIを生成します。ラットのキモトリプシンはβ-キモトリプシン（アンジオテンシンペプチダーゼ）であり、Ang IのTyr⁴-Ile⁵間のペプチド結合を切断して不活性ペプチドを形成します。研究によると、ヒトの肺、大動脈、心臓のAng II生成は主にキモトリプシン経路を介して行われ、犬やハムスターの大動脈および心臓のAng II生成は主にキモトリプシン経路を介して行われ、肺は主にACE経路を介しています。ウサギの心臓のAng II生成は主にACE経路を介して行われ、大動脈および肺のAng II生成は主にACEおよびキモトリプシン経路の両方を介しています。

触媒メカニズム

研究によると、ヒトの心臓（80%以上）および大動脈（60%以上）のAng IIの大部分はマスト細胞キモトリプシンによって生成されます。マスト細胞は心筋細胞間質に局在するキモトリプシンを放出するように刺激されます。心室のキモトリプシンは心房の3倍であり、両方の室間に有意な差はありません。ACE経路によって生成されるAng IIはわずか（約11%）を占めます。キモトリプシンおよび他のセリンプロテアーゼによるAng IIの生成は、ACEによるものよりも効率的で特異的です。内皮細胞に局在する心臓キモトリプシンとは異なり、血管痙攣は主に外膜に存在します。正常なヒトの大動脈におけるAng II生成の大部分（82%）はキモトリプシン依存性です。血管が損傷すると、血管壁および動脈硬化プラーク内のマスト細胞が増加し、局所病変におけるAng IIが増加します。動脈硬化患者の大動脈におけるAng II生成の大部分（90%）もキモトリプシン依存性です。

臨床応用

キモトリプシンは、タンパク質高分子のペプチド鎖をより小さな分子量のペプチドに切断するか、タンパク質分子のペプチド末端に作用してアミノ酸を分離することができます。この作用を通じて、フィブリンやムチンは痰中でポリペプチドやアミノ酸に加水分解され、粘性の痰が液化し、咳を出しやすくなります。膿性または非膿性の痰に効果的です。さらに、キモトリプシンは毛様体靭帯を弛緩させ、眼の特定の組織のタンパク質構造を溶解させることができます。キモトリプシンはまた、抗生物質や化学療法薬の病変への浸透を促進します。キモトリプシンは、にきびの治療にも使用できます。キモトリプシンは組織の透過性を改善し、炎症反応を抑制し、滲出物や壊死組織を溶解させ、にきびの症状を改善することができます。キモトリプシンは不妊症の治療にも使用できます。精液の液化過程には多くの要因が関与しており、その中で最も重要な要因は酵素です。α-キモトリプシンは精液の液化時間を大幅に短縮し、粘度を低下させることができますが、精子の活性には明らかな影響を与えません。