CPA1

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カルボキシペプチダーゼの概要

カルボキシペプチダーゼ（CP）は、ペプチド鎖のC末端から遊離アミノ酸を1残基ずつ特異的に切断・遊離させる、ペプチド鎖エキソヌクレアーゼの一群である。動物および植物の組織・臓器において、カルボキシペプチダーゼは重要な生理機能を担う。例えば、膵臓カルボキシペプチダーゼAおよびBは食物の消化に用いられ、カルボキシペプチダーゼM（CPM）はペプチドホルモンのプロセシングに選択的に関与し、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プロセシングに関与する、などが挙げられる。

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、活性中心にセリン残基、金属イオン、システイン残基を含むかどうかに基づき、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、およびシステインカルボキシペプチダーゼに分類される。

• 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、酸性カルボキシペプチダーゼとも呼ばれる）は、サブユニットの相対分子質量が40,000～75,000の真核生物由来タンパク質加水分解酵素の一群であり、真菌、高等植物、ならびに動物組織に広く存在する。

• 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、細胞外に存在してタンパク質消化を補助するカルボキシペプチダーゼの一群であり、中性～弱アルカリ性条件下で高い活性を示す。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等が含まれる。

• 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群である。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ある。

起源と分布

起源に基づく分類では、動物由来カルボキシペプチダーゼ、植物由来カルボキシペプチダーゼ、微生物由来カルボキシペプチダーゼに区分できる。哺乳類の各組織には一連のメタロカルボキシペプチダーゼが含まれ、それぞれ対応する生理機能を担う。例えば、膵臓カルボキシペプチダーゼAおよびBは主として食物の消化を補助し、カルボキシペプチダーゼEは生理活性ペプチドを選択的にプロセシングする。カルボキシペプチダーゼMはペプチドホルモンのプロセシングに選択的に関与し、カルボキシペプチダーゼD（ゴルジ体）およびカルボキシペプチダーゼN（血漿）はペプチドおよびタンパク質のプロセシングに関与する。

CPA1

カルボキシペプチダーゼA1は、ヒトではCPA1遺伝子によりコードされる酵素である。ヒトのトリプトジェニック・カルボキシペプチダーゼAには3種類の異なる形態が単離されており、A1およびA2は生化学的特性の異なる単量体タンパク質である。カルボキシペプチダーゼA1は膵臓由来の単量体エキソペプチダーゼであり、ザイモゲン阻害に関与する。

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末端に存在する芳香族または中性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末端アミノ酸を遊離させる。また、芳香族側鎖および大きな脂肪族側鎖を有するカルボキシ末端アミノ酸をより容易に加水分解する。例えば、チロシン、フェニルアラニン、アラニン等である。カルボキシペプチダーゼA（CPA）は、その基質の頭文字「A」に由来して命名された。

用途

カルボキシペプチダーゼは、医薬品、食品等の産業分野で広く利用されている。医療分野では、カルボキシペプチダーゼが生体内の生化学反応に広範に関与することから、生体内カルボキシペプチダーゼの検出を通じて疾患の診断および治療に利用できる。さらに、体内の不要物質（毒素等）の分解を目的として医療用途に用いられる場合もある。カルボキシペプチダーゼは、以下の分野で広く利用されている。

• トロンビン活性化CPBは広範な抗炎症プロファイルを有する
• 潜在的に重要な創薬標的
• 食品産業
• 食品または飼料製品中のオクラトキシン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の使用を目的に設計されたモデル酵素
• インスリン製造
• ペプチド合成