β-グルコシダーゼ
β-グルコシダーゼ
細菌クロストリジウム・セルロボランス由来のβ-グルコシダーゼAの構造。[ 1 ]
識別子
EC番号3.2.1.21
CAS番号9001-22-3
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PDB構造RCSB PDB PDBe PDBsum
遺伝子オントロジーアミゴー/クイックゴー
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NCBIタンパク質

β-グルコシダーゼ（EC 3.2.1.21 ; 系統名β- D-グルコシドグルコヒドロラーゼ）は、以下の反応を触媒する酵素である。 [ 2 ]

末端の非還元性β- D-グルコシル残基の加水分解によりβ- D-グルコースが遊離する

構造

β-グルコシダーゼは2つのポリペプチド鎖から構成されています。[ 3 ]各鎖は438個のアミノ酸から構成され、酵素のサブユニットを構成しています。[ 4 ]これらのサブユニットにはそれぞれ活性部位があります。活性部位には、ポケット、溝、トンネルという3つの構成要素があります。[ 5 ]ポケット構造は、グルコースなどの単糖類の認識に有利です。溝は糖が結合して多糖類を形成することを可能にします。トンネルは、酵素が多糖類に結合し、糖に結合したまま生成物を放出することを可能にします。[ 5 ]

関数

この酵素の機能は、さまざまなグリコシドやオリゴ糖を加水分解することです。β-グルコシダーゼが反応する最も重要なオリゴ糖はセルロースです。セルロースは、β-1,4結合したグルコシル残基からなるポリマーです。β-グルコシダーゼ、セルラーゼ（エンドグルカナーゼ）、セロビオシダーゼ（エキソグルカナーゼ）は、多くの生物がセルロースを消費するために必要です。これらの酵素は、病原体や植物バイオマスを消費する他の生物による植物細胞壁の分解に強力なツールです。β-グルコシダーゼは、多くの生物がさまざまな栄養素を消化するために不可欠です。この酵素は二重置換反応を完了します。つまり、最初の基質が活性部位に入ると酵素が中間体に変換され、次に別の基質が結合する前に生成物を放出し、反応の終わりまでに元の形に戻ります。[ 6 ] β-グルコシダーゼの場合、セロビオース、セロトリオース、セロテトラオースといったグルコシドの2つのカルボキシル残基が活性部位に関与します。反応の目的は、バイオマスの加水分解中に二糖類セロビオースからこれらの残基を除去してグルコースを生成することです。[ 7 ]酵素が反応する対象によって、最終生成物は1分子または2分子のグルコースとなります。

人間

ヒトでは、肝臓、小腸、脾臓、腎臓の組織に、様々なβ-D-グリコシドを加水分解する細胞質β-グルコシダーゼ（CBG）が含まれています。このヒト酵素は、植物性エストロゲン、フラボノイド、単純フェノール、シアン化物などの配糖体を含む、ヒトの食事に一般的に含まれる多くの異物に対して顕著な活性を示し、ヒトCBGは広範囲の食事性配糖体を加水分解し、異物代謝において重要な役割を果たしている可能性があります。[ 8 ]

ヒトのリソソーム中に存在するリポソームβ-グルコシダーゼ（グルコセレブロシダス）は、スフィンゴ糖脂質の分解において重要な役割を果たし、グルコシルセラミドをセラミドとグルコースに分解します。[ 9 ]ゴーシェ病は、リポソームβ-グルコシダーゼの欠損または活性低下により体組織にグルコシルセラミドが蓄積することを特徴とし、骨の脆弱化、肝臓障害、脾臓の肥大とその正常機能障害を引き起こします。[ 10 ]

ヒト組織で発現しているβ-グルコシダーゼ以外にも、細菌性β-グルコシダーゼはヒトの唾液や腸内で口腔や胃腸管の細菌叢によって産生されており、正常なヒトの健康、薬物やホルモンの代謝、特定の疾患への関与など、さまざまな影響を及ぼしています。[ 11 ] [ 12 ]

ウツボザメ

ウチワザメは熱帯および亜熱帯の海域に生息し、海草が豊富な泥底または砂底の河口に生息しています。かつては完全な肉食性であると考えられていました。ウチワザメが海草を食べることは知られていましたが、それは付随的なものと見なされ、サメの利益にはならないと見なされていました。[ 13 ]しかし、最近のウチワザメの後腸の研究では、β-グルコシダーゼの活性レベルが高いことがわかりました。[ 14 ]ウチワザメの消化過程では、酸性の胃が海草の細胞壁を弱め、β-グルコシダーゼが細胞内に入り込んでセルロースを消化できるようにします。この活性レベルは、モンキーフェイスウナギと同等です。モンキーフェイスウナギは草食性であるため、ウチワザメも草食動物と同じ消化活動を行うことができます。そのため、現在ではウツボザメは雑食性に分類されています。

クリスマス島の赤いカニ

クリスマス島アカガニはインド洋のクリスマス島にのみ生息するカニの一種です。これらの陸生のカニは陸生草食動物であるため、複数の種類のβ-グルコシダーゼを持っています。クリスマス島アカガニの場合、β-グルコシダーゼはグルコースを生成するだけでなく、セロビオースを除去します。[ 15 ]セロビオースはエンド-β-1,4-グルカナーゼやセロビオヒドロラーゼなど多くの酵素の阻害剤であるため、これは重要です。β-グルコシダーゼは中間酵素の助けを借りずに他の酵素によって生成される小さなオリゴマーを加水分解することもできます。[ 15 ]このため、β-グルコシダーゼはクリスマス島アカガニの消化管だけでなく、他の甲殻類でも非常に効率的な酵素となっています。

同義語

同義語、誘導体、関連酵素には、ゲンチオビアーゼ、セロビアーゼ、エマルシン、[ 16 ]エラテラーゼ、アリール-β-グルコシダーゼ、β- D-グルコシダーゼ、β-グルコシドグルコヒドロラーゼ、アルブチナーゼ、アミグダリナーゼ、p-ニトロフェニルβ-グルコシダーゼ、プリメベロシダーゼ、アミグダラーゼ、リナマラーゼ、サリシリナーゼ、β-1,6-グルコシダーゼなどがあります。

グルコシダーゼ、ベータ、酸3（細胞質）
識別子
シンボルGBA3
代替記号CBGL1、KLRP
NCBI遺伝子57733
HGNC19069
オミム606619
参照シーケンスNM_020973
ユニプロットQ9H227
その他のデータ
EC番号3.2.1.21
軌跡第4章15.31ページ
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構造スイスモデル
ドメインインタープロ

参照

参考文献

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