主な違い - プロテアーゼとペプチダーゼ

タンパク質は大きな分子です。主に炭素、水素、酸素、窒素で構成されている。体の構造と機能に関与するため、重要な栄養素である。タンパク質の消化または加水分解は胃で始まりますが、ほとんどのタンパク質消化は膵臓の酵素を使用して小腸で行われます。タンパク質の消化の最終産物であるアミノ酸は、小腸で容易に吸収され、血流に乗って標的**に運ばれる。また、タンパク質の分解は、工業的な場面でもよく見られるプロセスです。タンパク質の分解は、主に皮革、羊毛、食品産業で起こります。タンパク質の分解は、酵素を触媒とする反応である。そのため、これらの酵素は現在、組換えDNA技術を使って世界中で生産されている。自然界でも産業界でも、タンパク質の分解にはプロテアーゼとペプチダーゼという2つのタンパク質加水分解酵素が関与しています。プロテアーゼはタンパク質のペプチド結合の切断に関与する加水分解酵素であり、ペプチダーゼはペプチド鎖の末端を切断する能力を持つタンパク質分解酵素である。これがプロテアーゼとペプチダーゼの決定的な違いである。

カタログ

1. 概要と主な違い 2. プロテアーゼとは 3. ペプチダーゼとは 4. プロテアーゼとペプチダーゼの類似点 5. 横並び比較-プロテアーゼとペプチダーゼの表形式 6. 総括

プロテアーゼは何ですか？

プロテアーゼは、酵素委員会カテゴリー3（EC3）に属する加水分解酵素である。プロテアーゼは求核剤の活性化に関与しており、ペプチド結合の炭素を攻撃する。この求核攻撃は、高エネルギーの中間体を形成する。この中間体を安定化させるために、不安定な複合体を分解して安定化を図ることになる。この分解により、ペプチド結合が切断され、2つのペプチドセグメントが形成される。この触媒機構から、プロテアーゼは大きく分けて、アスパラギン酸プロテアーゼ、システインプロテアーゼ、アスパラギン酸プロテアーゼ、メタロプロテアーゼの4種類に分類される。求核攻撃の方法は、各酵素クラスで微妙に異なっている。

プロテアーゼは、自然条件下でのタンパク質の消化・分解と、工業的条件下での市販品の製造の2つに大別される。

生理的には、プロテアーゼは食物タンパク質の消化、タンパク質変換、細胞分裂、凝固カスケード、シグナル伝達、ペプチドホルモン処理、アポトーシス、レトロウイルス複製を含む広範な病原体生物のライフサイクルに必要である。

図01：プロテアーゼ

プロテアーゼの工業的用途としては、皮革**、羊毛**、Klenowフラグメントの製造、ペプチド合成、核酸精製時の不要なタンパク質の消化、細胞培養実験や組織分離におけるプロテアーゼ用途、研究・診断・治療用の組み換え抗体フラグメントの調製などが挙げられる。

プロテアーゼは、ペプチド鎖を攻撃する場所によって、エキソペプチダーゼとエンドペプチダーゼに分類される。

ペプチダーゼは何ですか？

ペプチダーゼはタンパク質分解酵素である。ペプチダーゼの作用機序は、プロテアーゼと似ている。ペプチダーゼはエキソペプチダーゼの一種で、末端ペプチド鎖の切断に関与している。末端ペプチド鎖は、カルボキシ末端またはアミノ末端のいずれでもよい。

図02：ペプチダーゼの作用

ペプチダーゼは、プロテアーゼと同様に、生理的な用途と工業的な用途の2つに大別される。

プロテアーゼとペプチダーゼの共通点

• いずれもタンパク質加水分解酵素である。
• どちらも加水分解酵素である。
• これらの酵素は、いずれも組換えDNA技術によって生産することができる。
• 両酵素は、タンパク質のペプチド結合を切断し、タンパク質の分解に関与している。
• 両技術は、皮革産業、羊毛産業、食品産業、組換えDNA技術、プロテオミクスなど、産業界に応用されています。
• 生理学的には、プロテアーゼとペプチダーゼは消化の過程で使われる。

プロテアーゼとペプチダーゼの違い

概要 - プロテアーゼ vs. ペプチダーゼ

プロテアーゼとペプチダーゼは、様々な生理的機能を持つタンパク質加水分解酵素群である。プロテアーゼとペプチダーゼの基本的な違いは、プロテアーゼがエンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼのいずれかになるのに対し、ペプチダーゼはエキソペプチダーゼである点である。現在、これらの酵素は、最終製品が高収率かつ高品質で、コスト的にも有利であることから、組換えDNA技術によって生産されています。

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引用

1. Mótyán, JánosAndrás et al."Protein hydrolases for research applications in molecular biology", Biomolecules, MDPI, December 2013, available here.アクセス数：2017年9月15日"Structural biochemistry/enzyme catalytic mechanisms/proteases", Structural biochemistry/enzyme catalytic mechanisms/proteases - Wikibooks, Open World Open Books, available here. Accessed 15 September 2017. 2 "Structural biochemistry/enzyme catalytic mechanisms/proteases".「構造生物化学/酵素触媒機構/プロテアーゼ - Wikibooks, Open World Open Books