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Advances in experimental medicine and biology20150101Vol.851issue()

真菌の非特異的ペルオキシゲナーゼ:ペルオキシダーゼとチトクロームp450の性質を併せ持つヘムチオレート蛋白質

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
  • Review
概要
Abstract

11年前、酸素導入反応の乱交とbasidiocybe aegeritaで乱交を伴う分泌されたヘムチオ酸ペルオキシダーゼが発見されました。酵素は、酸素原子を過酸化水素から多様な有機基質(芳香族、ヘテロサイクル、線形および環状アルカン/アルケン、脂肪酸など)に移した機能的なモノペロキシゲナーゼであることが判明しました。後の同様の酵素は、コプリネラスやマラスミウスなどの他のキノコ属で発見されました。2つの大きなクラスターを形成する約1000の推定ペルオキシゲナーゼ配列は、遺伝子データベースと真菌ゲノムに見られ、真菌(eumycota)と特定の真菌のようなヘテロのすべての門を含む真菌王国全体のそのような酵素の広範な発生を示しています)。この新しい酵素タイプは、非特異的なペルオキシゲナーゼ(UPO、EC 1.11.2.1)に分類され、別のペルオキシダーゼサブクラスに配置されました。さらに、よく研究されているクロロペルオキシダーゼ(CPO)などのUPOおよび関連するヘムチオレートペルオキシダーゼは、系統発生レベルのヘムタンパク質の個別のスーパーファミリーを表しています。UPOSによって触媒される反応には、ヒドロキシル化、エポキシ化、OおよびN-ディールキル化、芳香酸、硫化、n-酸素化、脱塩素化、ハリド酸化が含まれます。多くの場合、UPOの製品パターンは、ヒトシトクロムP450(P450)モノオキシゲナーゼの製品パターンに似ており、実際、ヘムペルオキシダーゼの触媒サイクルとP450の「過酸化物シャント」を組み合わせています。ここでは、UPOSの概要が分子および触媒特性に焦点を当てて提供されます。

11年前、酸素導入反応の乱交とbasidiocybe aegeritaで乱交を伴う分泌されたヘムチオ酸ペルオキシダーゼが発見されました。酵素は、酸素原子を過酸化水素から多様な有機基質(芳香族、ヘテロサイクル、線形および環状アルカン/アルケン、脂肪酸など)に移した機能的なモノペロキシゲナーゼであることが判明しました。後の同様の酵素は、コプリネラスやマラスミウスなどの他のキノコ属で発見されました。2つの大きなクラスターを形成する約1000の推定ペルオキシゲナーゼ配列は、遺伝子データベースと真菌ゲノムに見られ、真菌(eumycota)と特定の真菌のようなヘテロのすべての門を含む真菌王国全体のそのような酵素の広範な発生を示しています)。この新しい酵素タイプは、非特異的なペルオキシゲナーゼ(UPO、EC 1.11.2.1)に分類され、別のペルオキシダーゼサブクラスに配置されました。さらに、よく研究されているクロロペルオキシダーゼ(CPO)などのUPOおよび関連するヘムチオレートペルオキシダーゼは、系統発生レベルのヘムタンパク質の個別のスーパーファミリーを表しています。UPOSによって触媒される反応には、ヒドロキシル化、エポキシ化、OおよびN-ディールキル化、芳香酸、硫化、n-酸素化、脱塩素化、ハリド酸化が含まれます。多くの場合、UPOの製品パターンは、ヒトシトクロムP450(P450)モノオキシゲナーゼの製品パターンに似ており、実際、ヘムペルオキシダーゼの触媒サイクルとP450の「過酸化物シャント」を組み合わせています。ここでは、UPOSの概要が分子および触媒特性に焦点を当てて提供されます。

Eleven years ago, a secreted heme-thiolate peroxidase with promiscuity for oxygen transfer reactions was discovered in the basidiomycetous fungus, Agrocybe aegerita. The enzyme turned out to be a functional mono-peroxygenase that transferred an oxygen atom from hydrogen peroxide to diverse organic substrates (aromatics, heterocycles, linear and cyclic alkanes/alkenes, fatty acids, etc.). Later similar enzymes were found in other mushroom genera such as Coprinellus and Marasmius. Approximately one thousand putative peroxygenase sequences that form two large clusters can be found in genetic databases and fungal genomes, indicating the widespread occurrence of such enzymes in the whole fungal kingdom including all phyla of true fungi (Eumycota) and certain fungus-like heterokonts (Oomycota). This new enzyme type was classified as unspecific peroxygenase (UPO, EC 1.11.2.1) and placed in a separate peroxidase subclass. Furthermore, UPOs and related heme-thiolate peroxidases such as well-studied chloroperoxidase (CPO) represent a separate superfamily of heme proteins on the phylogenetic level. The reactions catalyzed by UPOs include hydroxylation, epoxidation, O- and N-dealkylation, aromatization, sulfoxidation, N-oxygenation, dechlorination and halide oxidation. In many cases, the product patterns of UPOs resemble those of human cytochrome P450 (P450) monooxygenases and, in fact, combine the catalytic cycle of heme peroxidases with the "peroxide shunt" of P450s. Here, an overview on UPOs is provided with focus on their molecular and catalytic properties.

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