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コリパーゼはカルボン酸エステル加水分解酵素（carboxyl ester hydrolases）に分類され、トリグリセリドを段階的に加水分解してグリセロールおよび脂肪酸を生成する。コリパーゼは、脂質を含有する動物・植物・微生物（カビ、細菌等）の組織に存在し、ホスファターゼ、ステロラーゼ、カルボキシエステラーゼ等を含む。脂肪酸は食品、医薬品、皮革、日用化学工業等の分野で広く利用されている。

図1．コリパーゼのタンパク質構造。

由来

コリパーゼは動物、植物および微生物に広く存在する。植物では、ヒマ種子やナタネ等の油糧作物の種子に比較的多く含まれる。油糧種子の発芽時には、コリパーゼが他の酵素と協働して油脂の分解を触媒し糖を生成することで、発根および発芽に必要な栄養・エネルギーを供給する。動物では、高等動物の膵臓および脂肪組織に多く、腸液中にも少量存在し、肉食動物における脂肪消化のための膵コリパーゼ不足を補う。胃液中には少量の酪酸グリセリルが含まれる。動物体内では、多様なコリパーゼが消化、吸収、脂質再構築およびリポタンパク質代謝の過程を制御する。細菌、糸状菌および酵母ではコリパーゼ含量がより豊富である。微生物は多様性に富み増殖が速く、遺伝的変異も生じやすいため、動植物由来に比べて作用範囲、作用温度域および基質特異性が広い。また、微生物由来コリパーゼは一般に細胞外分泌酵素である。主な発酵生産微生物としてはAspergillus niger、Candida属等が挙げられる。これらは大規模工業生産および高純度試料の取得に適している。したがって、微生物由来コリパーゼは工業用コリパーゼの重要な供給源である。一般に、由来の異なるコリパーゼは特性が異なり、基礎研究上も重要な意義を有する。

分類

コリパーゼの基質に対する特異性に基づき、脂肪酸特異性、位置特異性、立体特異性の3種類に分類できる。また、由来により動物由来、植物由来、微生物由来コリパーゼに分類される。由来の異なるコリパーゼはいずれも同一反応を触媒し得るが、反応条件が同一であっても、酵素反応速度および特異性は一致しない。

性質

コリパーゼは多様な触媒能を有する酵素群であり、トリアシルグリセリド等の水不溶性エステルの加水分解、アルコリシス、エステル化、エステル交換反応および逆合成を触媒する。また、リゾホスホリパーゼ、コレステロールエステラーゼ、アシルペプチド加水分解酵素活性等、他の酵素活性も示す。これらの活性発現は、反応系の特性に依存し、例えば油水界面ではエステル加水分解を促進し、有機相では酵素合成およびエステル交換反応を示す。コリパーゼの性質の検討項目には、至適温度・至適pH、温度・pH安定性、基質特異性等が含まれる。これまでに多数の微生物由来コリパーゼが単離・精製され、その性状が解析されている。分子量、至適pH、至適温度、pHおよび熱安定性、等電点等の生化学的特性は多様である。一般に、微生物由来コリパーゼは動物・植物由来に比べ、pHおよび温度の適用範囲が広く、高い安定性と活性を示し、基質に対して特異性を有する。コリパーゼの触媒特性として、油水界面において最大の触媒活性を示す点が挙げられる。水溶性酵素が水不溶性基質に作用する場合、反応は互いに分離した二相の界面で進行する。これはコリパーゼをエステラーゼと区別する特徴である。エステラーゼの基質は水溶性であり、最適基質は短鎖脂肪酸（≤C8）からなるエステルである。

用途

微生物由来コリパーゼは、チーズ製品の風味増強に使用できる。牛乳中脂肪の限定的加水分解は、チョコレートミルクの製造に利用可能である。コリパーゼにより食品に特有のミルク風味を付与できる。コリパーゼはモノグリセリドおよびジグリセリドを遊離させることで、焼成食品の食味低下を抑制できる。ゼラチン製造における骨の脱脂は温和な条件下で実施する必要があり、コリパーゼ触媒による加水分解は脱脂工程を加速し得る。

参考文献