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ヒアルロン酸分解

概要

ヒアルロン酸 (hyaluronic acid, hyaluronan) は N-アセチルグルコサミン (GlcNAc) とグルクロン酸 (GlcA) の二糖単位 (GlcA-GlcNAc) を基本構造とするグリコサミノグリカンの1種で、分子量 100 万以上の直鎖状高分子多糖。 hyaluronidase はヒアルロン酸を分解する酵素の総称で、ヒアルロン酸内の β1,4 結合、もしくは β1,3 結合を切断し、オリゴ糖を生成する。

機能に関する知見

機能を示すメカニズム

hyaluronidase はヒアルロン酸内の β1-4結合、もしくは β1,3 結合を切断し、オリゴ糖を生成する。現在 3つのタイプが報告されている。
(1) EC 3.2.1.35 hyaluronoglucosaminidase
(2) EC 3.2.1.36 hyaluronoglucuronidase
(3) EC 4.2.2.1 hyaluronate lyase
(1) は加水分解により β1,4 結合を切断する。哺乳類を中心とする真核生物で保存されており、バクテリアで活性が報告されているのは Clostridium perfringens 1 件のみ。 (2) は加水分解によりβ1,3結合を切断する。ヒルでの実験論文があるが、配列の登録は見当たらない。これら加水分解反応により生成されるのは saturated hyaluronan disaccharides。 (3) は elimination により β1,4結合を切断する。CAZy Polysaccharide Lyase Family 8 (PL8 family) のメンバーで、Streptococcus 属でよく研究されている。 この反応により生成されるのは 4-deoxy-4,5-unsaturated oligosaccharides。CAZy Polysaccharide Lyase Family 8 には、hyaluronan lyase (EC 4.2.2.1) の他、 chondroitin AC lyase (EC 4.2.2.5)、xanthan lyase (EC 4.2.2.12)、chondroitin ABC lyase (EC 4.2.2.20) も存在する。 ヒアルロン酸とコンドロイチンはどちらも D-グルクロン酸を含むグリコサミノグリカンで構造的によく似ており、系統解析において chondroitin lyase と hyaluronan lyase を区別することは難しい。
Phylogenetic tree of hyaluronate lyase
Phylogenetic tree of hyaluronate lyase
水色はヒアルロン酸リアーゼ活性が確認されているエントリー。黒枠線内はヒアルロン酸以外を基質とするリアーゼ活性が実験で確認されているエントリー。 hya, hyaluron; chond, chondroitin; xan.

機能を持つことが知られている生物

バクテリアでは、Clostridium perfringens (P26831) で EC 3.2.1.35 活性が確認されているが、株違いの菌以外ではオーソログは見当たらない。 EC 4.2.2.1 については、Streptococcus 属、Staphylococcus 属、Propionibacterium 属 などで活性が確認されている。

実用化例

ヒアルロン酸は医療、化粧品類、健康食品等広く使用されている。 ヒアルロン酸は低分子化することで体内への吸収性が高まったり、鎖長の変化により粘度が変化したりすることから、hyaluronidase はヒアルロン酸の低分子化に利用されている。

参考文献

  • Ficko-Blean, E. et al. (2005). Cloning, recombinant production, crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of a family 84 glycoside hydrolase from Clostridium perfringens. Acta Crystallogr Sect F Struct Biol Cryst Commun. 61(Pt 9):834-836. PMID: 16511172
  • Steiner, B. et al. (1997). Cloning and sequencing of the hyaluronate lyase gene from Propionibacterium acnes. Can J Microbiol. 43(4):315-321. PMID: 9115089

関連外部リンク

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(更新日 2014-03-12)