ELA1

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膵エラスターゼは、動物の膵臓から水抽出により得られ、また細菌培養物を用いて低温下で水抽出することでも得られる。膵エラスターゼは、動物組織由来のタンパク質分解酵素の中でも硬タンパク質であるエラスチンを迅速に加水分解する点で特異的である。エラスチン分解に対するこの特異的な基質特異性により、膵エラスターゼは肺気腫および動脈硬化、ならびに加齢との関連が示唆されている。さらに、膵エラスターゼは急性膵炎で観察される血管障害を惹起することも示されている。

構造

膵エラスターゼは疎水性コアを有する高密度の球状タンパク質である。本酵素は3つのサブユニットから構成され、各サブユニットはカルシウムイオンを1個結合する。アミノ酸77、82、87位には重要な金属結合部位が3か所存在する。活性部位の触媒三残基は、水素結合した3つのアミノ酸残基（H71、D119、S214）により形成され、これはすべてのプロテアーゼの切断能に必須の役割を担う。本酵素は240アミノ酸からなる単一のペプチド鎖で構成され、4本のジスルフィド結合を含む。他種（ラット等）に対応する膵エラスターゼと高い配列同一性を示し、後者と配列の86%を共有する。酵素活性は単一ポリペプチド鎖が採用する特異的な三次元立体構造に起因するため、変性および／またはコンフォメーション変化により活性は失われる。

図1．膵エラスターゼの構造。

化学的性質

用途

CELA1遺伝子の変異は、びまん性非乳頭状掌蹠角化症（diffuse non-papillary palmoplantar keratosis：diffuse NEPPK）との関連が疑われているが、疑われた配列バリアントは完全に機能的であり、当該疾患との強い関連は示されていない。近年、KRT6C遺伝子の特定変異がdiffuse NEPPKの一部病態と関連することが報告されている。本タンパク質をコードするCELA1遺伝子において、可能性のある多型が同定された。二次構造レベルでは、この多型は短いCELA1配列の欠失として現れる。欠失配列には、エラスターゼIの基質特異性に寄与する重要なアミノ酸残基Val-227およびThr-239（図3で強調）が含まれ、さらにエラスチンとの一次接触に関与する8残基の一部でもある。これらは、5種類の（阻害剤）／エラスターゼ複合体の形成に関与する。以上の所見は、配列バリアントが酵素の基質特異性を修飾し、阻害剤の結合能を消失させ得ることを示唆する。短縮型ELA1バリアントに明らかな病原性の表皮異常は関連付けられていないものの、この多型の保有者は乾癬や湿疹などの一般的な皮膚疾患を発症しやすい可能性がある（これら一般的表皮疾患におけるELA1の役割）。

参考文献

2. Talas U.; ほか ヒトエラスターゼ1：皮膚における発現の証拠および高頻度フレームシフト多型の同定。J. Invest. Dermatol. 2000, 114 (1): 165–70.

1. Its appearance is light yellow to dark yellow powder, but also light brown to dark brown liquid. It is soluble in water, insoluble in ethanol, and hygroscopic.
2. Pure pancreatic elastase, a single peptide chain composed of 240 amino acid residues, with a relative molecular mass of about 25,000 and an isoelectric point of 9.5.
3. Elastase can digest and decompose elastin in connective tissue proteins, including peptide bond, amide bond and ester bond for hydrolysis. The optimum pH value for action is 7.8, and the optimum action temperature is 25°C.
4. Elastase has obvious β-lipase effect, which can activate phospholipase A, lower serum cholesterol, improve serum lipids, lower plasma cholesterol and low-density lipoprotein, triglycerides, increase high-density lipoprotein and prevent Lipids deposit on the arterial wall and increase the elasticity of the arteries, and have anti-atherosclerosis and anti-fatty liver effects.
5. Elastase initially exists in the form of zymogen and becomes active after digestion.