RhamA

α-L-ラムノシダーゼ (E.C. 3.2.1.40) は、多くの天然物から末端のα-L-ラムノースを特異的に切断します。この酵素は自然界に広く存在し、動物組織、植物、酵母、真菌、細菌に広く存在します。柑橘類ジュースの苦味除去や清澄化、ワインの香りの向上、末端のα-L-ラムノースを含む多くの天然物のデラムノシル化に応用されるため、バイオテクノロジーにおいて重要な酵素です。

出典

植物では、α-L-ラムノシダーゼとβ-D-グルコシダーゼ活性を含む酵素複合体であるナリンギナーゼがセロリの種子やグレープフルーツの葉から分離されています。α-L-ラムノシダーゼとβ-D-グルコシダーゼの混合物であるラムノジアスターゼという名前の酵素がRhamnus dahuricaから報告されています。α-L-ラムノシダーゼはFagopyrum esculentumの種子から研究されています。α-L-ラムノシダーゼは、Turbo cornutusの肝臓と豚の肝臓という2つの動物源からのみ得られます。

ヒト腸内のBacteroid JY-6およびFusabacterium K-60がα-L-ラムノシダーゼを生成することが示されています。好熱性嫌気性細菌Clostridium stercorariumによるα-L-ラムノシダーゼの生成が報告されています。南極環境の海水から得られた一部のPseudoalteromonas種およびRalstonia pickettiiは、−1から8 °Cの低温範囲でα-L-ラムノシダーゼ活性を示します。Sphingomonas paucimobilisおよびBacillus spGL1は、炭素源としてゲランを含む培地で実質的なα-L-ラムノシダーゼ活性を示します。Corticium rolfsiiは、低pHで活性なα-L-ラムノシダーゼを生成します。Saccharomyces cerevisiae、Hanshula anomala、Debaryomyces ploymorphusのような一部の酵母は、低レベルのα-L-ラムノシダーゼ活性を示します。しかし、Pichia angusta X349は、α-L-ラムノシダーゼの顕著な生産者です。

構造

この酵素の分子量は106 kDaで、956のアミノ酸残基を含みます。酵素は、N末端からC末端の順にN、D1、D2、A、Cの5つのドメインで構成されています。ドメインN、D1、D2およびCはβ-サンドイッチ構造であり、ドメインAは(α/α) 6-バレル構造です。ラムノースは(α/α) 6-バレルドメインの深い切れ目に結合します。Asp567、Glu572、Asp579、Glu841などのいくつかの負に帯電した残基がラムノースと相互作用し、これらの残基のRhaB変異体は酵素活性を大幅に低下させ、これらの残基が酵素触媒および基質結合に重要であることを示しています。

図1. α-L-ラムノシダーゼのホモ二量体構造。 (Yadav V, et al. 2010)

阻害剤

いくつかの研究者が、L-ラムノース、グルコース、クエン酸およびいくつかの金属イオンによるα-L-ラムノシダーゼの阻害を報告しています。しかし、特定の化合物がヒト免疫不全ウイルスに対して活性を示すことが発見されたため、α-L-ラムノシダーゼ阻害剤の合成に対する関心が高まっています。このような化合物の活性は、ウイルス糖タンパク質の処理を妨げるグルコシダーゼを阻害する能力にあると考えられています。他のグルコシダーゼの活性を阻害する可能性があり、製薬産業において潜在的な価値を持つ強力なα-L-ラムノシダーゼ阻害剤の合成を目的とした研究論文がいくつかあります。

応用

柑橘類果汁の苦味はナリンギンとリモニンによるものです。ナリンギンによる苦味は、α-L-ラムノシダーゼでジュースを処理することで除去できます。α-L-ラムノシダーゼはナリンギンをプルニンとα-L-ラムノースに加水分解します。プルニンの苦味はナリンギンの1/3に過ぎません。α-L-ラムノシダーゼに基づく柑橘類果汁の苦味除去のための多くのプロセスが特許を取得しており、柑橘類果汁の苦味除去のための多くの固定化α-L-ラムノシダーゼ製剤が発表されています。缶詰のミカンジュースにおける可溶性ヘスペリジンの結晶化は、ジュースの濁りを引き起こします。α-L-ラムノシダーゼ活性を含むヘスペリジナーゼ酵素が缶詰オレンジジュースの濁りを防ぐために使用されます。α-L-ラムノシダーゼで処理されたヘスペリジンおよびヘスペリジングリコシドは水に非常に溶解性が高く、長期間保存しても結晶沈殿がありません。

リナロール、ゲラニオール、ネロール、シトロネロール、α-テルピニオールなどの揮発性成分は、ワインの香りの原因です。しかし、これらのほとんどは、無臭のテレペンのジグリコシドとしてブドウの皮に存在します。すなわち、α-L-アラビノフラノシル-β-D-グルコピラノシド、α-L-ラムノピラノシル-β-D-グルコピラノシドは、2回の連続加水分解により揮発性テレペンを放出します。固定化されたα-L-ラムノシダーゼは、β-グルコシダーゼおよびα-アラビノシダーゼと共にワインの香りの向上に使用されています。P. angusta X349からのα-L-ラムノシダーゼは、グルコースおよびエタノールに対して高い耐性を示し、酵素がワイン製造プロセスに使用できることを示しています。

α-L-ラムノシダーゼは、多くの薬剤および薬剤前駆体の調製に使用できます。α-L-ラムノシダーゼは、ジオスゲニン（サポニン）を加水分解してα-L-ラムノースとジオスゲニンを生成し、これは臨床的に有用なステロイド薬（プロゲステロンなど）の合成に使用されます。C. lunataによって生成されるα-L-ラムノシダーゼは、いくつかのステロイドサポニンからL-ラムノースを除去できます。ケルセチンは、ケルセトリンのデラムノシル化によって得られるフラバノールです。抗酸化、抗癌、抗炎症、抗凝集、血管拡張効果を示します。ヘスペリジンに対するα-L-ラムノシダーゼの作用によって得られるヘスペリチンの抗癌活性が実験動物で示されています。ルチンのデラムノシル化生成物であるケルセチン-3-グルコシドは抗酸化物質であると報告されています。α-L-ラムノースを除去したジンセノシド-Rg2から得られるジンセノシド-Rh1は抗癌活性を示します。グリコペプチド抗生物質クロロスポリンCは、クロロスポリンBのデラムノシル化によって得られます。ナリンギンのデラムノシル化生成物であるプルニンは、抗炎症作用およびDNA/RNAウイルスに対する変動的な活性を持っています。

参考文献