CPA1

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カルボキシペプチダーゼの紹介

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・放出するペプチド鎖エキソヌクレアーゼの一種です。動物および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。

図1. カルボキシペプチダーゼの構造。

分類

カルボキシペプチダーゼは、セリン残基、金属イオン、システイン残基を含む活性中心に基づいて、セリン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、システインカルボキシペプチダーゼに分類されます。

• 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るものは、相対分子量が40,000-75,000の真核生物のタンパク質加水分解酵素の一種で、真菌、高等植物、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、中性または弱アルカリ条件下で高い活性を持つカルボキシペプチダーゼの一種で、カルボキシペプチダーゼA、B、リジンカルボキシペプチダーゼ、グリシンカルボキシペプチダーゼ、グルタミン酸カルボキシペプチダーゼなどが含まれます。

• 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、ヒストンX（カテプシンX）、ヒストンZ（カテプシンZ）、および酸性カルボキシペプチダーゼとしても知られ、Cys84、His233、Asn254を活性中心とする酵素の一種です。触媒機能ドメインにシステイン（Cys）を含むカルボキシペプチダーゼです。

出所と分布

出所の分類に従い、動物カルボキシペプチダーゼ、植物カルボキシペプチダーゼ、微生物カルボキシペプチダーゼに分けることができます。哺乳類のさまざまなブロックに一連のメタロカルボキシペプチダーゼが含まれ、対応する生理機能を果たします。例えば、膵臓のカルボキシペプチダーゼAおよびBは主に食物の消化を助け、カルボキシペプチダーゼEは選択的にバイオアクティブペプチドを処理し、カルボキシペプチダーゼM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（ゴルジ内）およびカルボキシペプチダーゼN（血漿内）はペプチドおよびタンパク質の処理に関与しています。

CPA1

カルボキシペプチダーゼA1は、ヒトにおいてCPA1遺伝子によってコードされる酵素です。ヒトのトリプトゲン性カルボキシペプチダーゼAの3つの異なる形態が分離されており、A1およびA2形態は異なる生化学的特性を持つモノマータンパク質です。カルボキシペプチダーゼA1はモノマーの膵外ペプチダーゼであり、ジモゲンの抑制に関与しています。

図2. カルボキシペプチダーゼAの構造。

機能

カルボキシペプチダーゼAは、タンパク質およびペプチド基質の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、リジンを除くすべてのC末端アミノ酸を放出し、芳香族側鎖および大きな脂肪族側鎖を持つカルボキシ末端アミノ酸をより容易に加水分解します。例えば、チロシン、フェニルアラニン、アラニンなどです。カルボキシペプチダーゼA、CPAは、その基質の最初の文字「A」にちなんで名付けられました。

応用

カルボキシペプチダーゼは、医薬品、食品およびその他の産業分野で広く使用されています。医学の分野では、カルボキシペプチダーゼが体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を通じて病気の診断および治療に使用でき、さらに、体内の望ましくない物質（毒素など）の分解に医療で使用できます。カルボキシペプチダーゼは、以下の分野で広く使用されています。

• トロンビン活性化CPBは広範な抗炎症プロファイルを持つ
• 潜在的に重要な薬物ターゲット
• 食品産業
• 食品または飼料製品におけるオクラトキシンAの加水分解
• バイオテクノロジー
• 亜鉛プロテアーゼの特異的阻害剤として使用するために設計されたモデル酵素
• インスリンの生産
• ペプチド合成