メロンフルーツからのセリンプロテアーゼであるカクミシンは、サブチリシンと構造的相同性を共有し、大きな前駆体から生成されます

ククミシンは、メロン果実 (Cucumis melo L.) の果汁に含まれる熱安定性アルカリセリンプロテアーゼです。我々は、ククミシン cDNA の完全なヌクレオチド配列 (2,552 ヌクレオチド) を決定し、対応するアミノ酸配列を推定しました。cDNA のオープン リーディング フレームは 731 個のコドンで構成され、観察された成熟天然ククミシンのサイズ (67 kDa) と比較して大きな前駆体 (分子量、78,815) をコードします。配列比較により、ククミシンがズブチリシンファミリーの微生物プロテアーゼと共通するいくつかの特徴を持っていることが明らかになりました。触媒作用を持つ 3 つのアミノ酸、Asp、His、Ser の近位領域の高度に保存された配列は、サブチリシンの基質結合部位とともに、ククミシン前駆体のプロテアーゼ ドメインの推定アミノ酸配列内で見つけることができます。ククミシンは、そのような特徴を持つ最初に知られた植物プロテアーゼです。ククミシンの一次構造を調べると、ククミシンは 4 つの機能ドメインから構成される前駆体として合成されることが明らかになりました。シグナルペプチド (22 アミノ酸残基)、NH2 末端プロ配列 (88 残基)、54 kDa プロテアーゼと考えられます。67 kDa 天然ククミシンの活性酵素ドメインであるドメイン (505 残基)、および 67 kDa 天然ククミシンの限定的な自己分解によって生じる 14 kDa COOH 末端ポリペプチド (116 残基)。ククミシンのこの構造は、ククミシンがおそらく不活性な前駆体として合成されることを示唆しています。

Cucumisin is a thermostable alkaline serine protease that is found in the juice of melon fruits (Cucumis melo L.). We have determined the complete nucleotide sequence of a cucumisin cDNA (2,552 nucleotides) and deduced the corresponding amino acid sequence. The open reading frame of the cDNA consists of 731 codons and encodes a large precursor (molecular weight, 78,815) relative to the observed size of mature native cucumisin (67 kDa). Sequence comparisons reveal that cucumisin has several features in common with the microbial proteases of the subtilisin family. The highly conserved sequences to the proximal regions of the catalytic triad amino acids Asp, His, and Ser, together with the substrate binding site in subtilisin, can be found within the deduced amino acid sequence of the protease domain of the cucumisin precursor. Cucumisin is the first known plant protease with such characteristics. Examination of the primary structure of cucumisin revealed that it is synthesized as a precursor, consisting of four functional domains: a possible signal peptide (22 amino acid residues), an NH2-terminal pro-sequence (88 residues), a 54-kDa protease domain (505 residues), which is the active enzyme domain of the 67-kDa native cucumisin, and a 14-kDa COOH-terminal polypeptide (116 residues), which arises by limited autolysis of the 67-kDa native cucumisin. This structure of cucumisin suggests that it is probably synthesized as an inactive precursor.