ホロ酵素：特性、機能、例 - 生物学 - 2025

ホロ酵素は補因子と呼ばれる非タンパク質分子と組み合わせアポ酵素と呼ばれるタンパク質の部分から構成されている酵素です。アポ酵素も補因子も、別々の場合はアクティブではありません。つまり、機能するためには、それらを結合する必要があります。

したがって、ホロ酵素は組み合わされた酵素であり、その結果、それらは触媒的に活性である。酵素は生体分子の一種で、その機能は基本的に細胞反応の速度を上げることです。一部の酵素は、補因子と呼ばれる他の分子の助けを必要とします。

アポ酵素+コファクター=ホロ酵素

補因子はアポ酵素を補完し、触媒作用を実行するアクティブなホロ酵素を形成します。特定の補因子を必要とする酵素は、共役酵素として知られています。これらには2つの主要なコンポーネントがあります。補因子は、金属イオン（無機）または有機分子です。アポ酵素、タンパク質部分。

特徴

アポ酵素と補因子によって形成されます

アポ酵素は複合体のタンパク質部分であり、補因子はイオンまたは有機分子であることができます。

彼らは様々な補因子を認めています

ホロ酵素の形成を助ける補因子にはいくつかの種類があります。いくつかの例は、一般的な補酵素とビタミンです。たとえば、ビタミンB、FAD、NAD +、ビタミンC、コエンザイムA。

金属イオンとのいくつかの補因子、例えば、とりわけ、銅、鉄、亜鉛、カルシウム、マグネシウム。別のクラスの補因子は、いわゆる補欠分子族です。

一時的または永久的な組合

補因子は、さまざまな強度でアポ酵素に結合できます。組合が弱く一時的である場合もあれば、組合が強すぎて恒久的である場合もあります。

結合が一時的な場合、補酵素がホロ酵素から取り除かれると、アポ酵素に戻り、活性を失います。

関数

ホロ酵素は、その触媒機能を発揮する準備ができている酵素です。つまり、さまざまな領域で発生する特定の化学反応を加速します。

ホロ酵素の特定の作用によって機能が異なる場合があります。最も重要なものの中で、DNAポリメラーゼは際立っており、その機能はDNAコピーが正しく行われることを保証することです。

一般的なホロ酵素の例

RNAポリメラーゼ

RNAポリメラーゼは、RNA合成反応を触媒するホロ酵素です。このホロ酵素は、転写プロセス中にテンプレートとして機能するDNAテンプレート鎖からRNA鎖を構築するために必要です。

その機能は、成長するRNA分子の3末端にリボヌクレオチドを追加することです。原核生物では、RNAポリメラーゼのアポ酵素はシグマ70と呼ばれる補因子を必要とします。

DNAポリメラーゼ

DNAポリメラーゼは、DNAの重合反応を触媒するホロ酵素でもあります。この酵素は遺伝情報の複製を担当しているため、細胞にとって非常に重要な機能を果たします。

DNAポリメラーゼは、その機能を実行するために、正に帯電したイオン、通常はマグネシウムを必要とします。

DNAポリメラーゼにはいくつかの種類があります。DNAポリメラーゼIIIは2つのコア酵素（Pol III）を持つホロ酵素で、それぞれ3つのサブユニット（α、ɛ、θ）、2つのベータサブユニットを持つスライドクランプ、および複数のサブユニット（δ、τ、γ、ψ、およびχ）を持つ電荷固定。

炭酸脱水酵素

炭酸脱水酵素は炭酸脱水素酵素とも呼ばれ、二酸化炭素（CO2）と水（H20）の重炭酸塩（H2CO3）とプロトン（H +）への急速な変換を触媒するホロ酵素ファミリーに属します。

この酵素は、その機能を実行するために補因子として亜鉛イオン（Zn + 2）を必要とします。炭酸脱水酵素によって触媒される反応は可逆的です。このため、血液と組織の間の酸塩基のバランスを維持するのに役立つため、その活性は重要であると考えられています。

ヘモグロビン

ヘモグロビンは、動物組織におけるガスの輸送のための非常に重要なホロ酵素です。赤血球に存在するこのタンパク質は鉄（Fe + 2）を含み、その機能は酸素を肺から身体の他の領域に輸送することです。

ヘモグロビンの分子構造は4量体で、4つのポリペプチド鎖またはサブユニットから構成されています。

このホロ酵素の各サブユニットにはヘムグループが含まれ、各ヘムグループには酸素分子に結合できる鉄原子が含まれています。ヘモグロビンのヘムグループは、その触媒機能に必要な補欠分子族です。

チトクロームオキシダーゼ

チトクロームオキシダーゼは、ほとんどすべての生物のミトコンドリアで行われるエネルギー生産プロセスに参加する酵素です。

これは複雑なホロ酵素であり、電子伝達とATP生成の反応を触媒するために、特定の補因子、鉄と銅イオンの協力が必要です。

ピルビン酸キナーゼ

ピルビン酸キナーゼは、普遍的な代謝経路の1つである解糖作用に関与するため、すべての細胞にとってもう1つの重要なホロ酵素です。

その機能は、ホスホエノールピルビン酸と呼ばれる分子からアデノシン二リン酸と呼ばれる別の分子へのリン酸基の転移を触媒し、ATPとピルビン酸を形成することです。

アポ酵素は、機能的なホロ酵素を形成するための補因子として、カリウム（K '）とマグネシウム（Mg + 2）の陽イオンを必要とします。

ピルビン酸カルボキシラーゼ

別の重要な例は、ピルビン酸カルボキシラーゼ、つまりカルボキシル基のピルビン酸分子への転移を触媒するホロ酵素です。したがって、ピルビン酸は、代謝の重要な中間体であるオキサロ酢酸に変換されます。

アポ酵素ピルビン酸カルボキシラーゼが機能的に活性であるためには、ビオチンと呼ばれる補因子が必要です。

アセチルCoAカルボキシラーゼ

アセチルCoAカルボキシラーゼはホロ酵素であり、その名前のとおり、補酵素は補酵素Aです。

アポ酵素とコエンザイムAが結合すると、ホロ酵素は触媒作用を発揮してその機能を実行します。カルボキシル基をアセチル-CoAに移動して、マロニルコエンザイムA（マロニル-CoA）に変換します。

アセチルCoAは、動物細胞と植物細胞の両方で重要な機能を果たします。

モノアミンオキシダーゼ

これは人間の神経系における重要なホロ酵素であり、その機能は特定の神経伝達物質の分解を促進することです。

モノアミンオキシダーゼが触媒的に活性であるためには、その補因子であるフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）に共有結合する必要があります。

乳酸脱水素酵素

乳酸デヒドロゲナーゼは、特に心臓、脳、肝臓、骨格筋、肺などの多くのエネルギーを消費する組織において、すべての生物にとって重要なホロ酵素です。

この酵素は、ピルビン酸から乳酸への変換反応を触媒するために、その補因子であるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）の存在を必要とします。

カタラーゼ

カタラーゼは、細胞毒性の防止において重要なホロ酵素です。その機能は、細胞代謝の産物である過酸化水素を酸素と水に分解することです。

カタラーゼのアポ酵素は、ヘモグロビンと同様に、マンガンイオンと補欠分子族HEMOの2つを活性化する必要があります。

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