酵素補酵素とは？

Additional Factors

一部の酵素は、酵素として機能するために、タンパク質以外の別の分子を加える必要があります。 これらは補酵素として知られており、これがないと酵素は不活性な「アポ酵素」の形のままとなります。 補酵素が追加されると、酵素は活性のある「ホロ酵素」になります。

補酵素は、亜鉛イオンや鉄イオンなどのイオン、またはビタミンやビタミン由来の分子などの有機分子のいずれかである可能性があります。 これらの補酵素の多くは、基質結合部位の近くに付着して、基質と酵素の結合を促進する。 補酵素は、酵素との結合の強さによって「補酵素群」と「補酵素」に分類され、補酵素群は酵素との結合が緩く、酵素反応中に修飾されるのに対し、補酵素群は酵素との結合が強く、修飾されることはない。

補酵素基

イオンであってもよく、例えばデヒドロゲナーゼ酵素に用いられるZn2+イオンやアルカリホスファターゼに用いられるFe2+イオンなどである。 トリプトファン・トリプトフィルキノン（TTQ）のような分子は、メチルアミンデヒドロゲナーゼが触媒する反応において補欠基として作用する。 また、フラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）は酵素反応中に再製されるため、全体の濃度が変化せず、補酵素基と見なすことができる。 例えば、補酵素Aはアシル基を転移させる。 チアミンピロリン酸も補酵素の一つで、アルデヒドを転移させる。 ピリドキサールリン酸はアミノ基を、ビオチンは二酸化炭素（CO2）を、カルバミド補酵素はアルキル基を転移させる。 その他、ニコチンアデニンジヌクレオチド（NAD）、コエンザイムQ、FADなどの補酵素は、電子や水素原子を移動させる。

ビタミンから補酵素へ

ビタミン系の補酵素は、視覚、血液凝固、ホルモン生成などのプロセスに不可欠です。

• ビタミンAのアルデヒド版であるレチナールは、目に存在するオプシンに対する補酵素となります。 オプシンは視覚を司るアポタンパク質で、薄明視にはロドプシン、明所視や色覚にはヨードプシンが必要です。
• 前述のチアミンピロリン酸は、チアミン、すなわちビタミンB1由来の補酵素です。
• リボフラビン（ビタミンB2）は、FADだけでなく、フラビンモノヌクレオチド（FMN）の前駆体でもあります。 FADは前述のように電子を移動させるが、これはFMNも同じである。 これらの補酵素は、クエン酸サイクルや電子輸送系での酸化反応に必要な水素原子の運搬も行います。
• ビタミンB6は、ピリドキサールリン酸やピリドキサミンリン酸という補酵素を生じさせます。 120もの酵素がこれらの補酵素のいずれかを補因子として必要とします。これらには、脱炭酸酵素、脱水酵素、脱硫酵素、ラセミ酵素、合成酵素、トランスアミナーゼが含まれます。 ピリドキサールリン酸とピリドキサミンリン酸は、タンパク質の構成要素であるアミノ酸の分解にも関与しています。
• ビタミンB12（コバラミン）は、修飾されて補酵素のメチルコバラミンとデオキシアデノシルコバラミンになる。 これらの補酵素は、ホモシステインをアミノ酸の一種であるメチオニンに変える酵素や、アミノ酸や脂肪酸の酸化に必要とされます。
• アスコルビン酸（ビタミンC）は、水酸化酵素の補酵素として使用されます。 ビタミンCを必要とする水酸化酵素のひとつに、プロリンとリジンという2つのアミノ酸の水酸化を触媒する酵素があります。 これにより、コラーゲンに架橋が生じ、その構造が安定する。 また、コレステロールから胆汁酸を生成する際にも、補酵素としてビタミンCの存在が必要です。
• ガンマカルボキシラーゼは、補酵素としてビタミンKを必要とすることがあります。 これはCO2を移動させ、カルシウムを結合することができるカルボン酸基を残します。 ガンマカルボキシラーゼは、骨のリモデリングに関与するタンパク質であるオステオカルシンの形成や、血液を凝固させるのに必要なプロトロンビンの形成を触媒している。

Further Reading

• All Enzyme Content
• Enzyme Mechanisms
• Enzyme Kinetics
• Acetolactate Synthase Structure, Function, and Drug Development
• Hepatic Microsome Enzyme Systemとは何か?

引用

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