- 1 Introduction
- 2 Structural Highlights
- 3 機能
- 4 ヒトの健康への関連性 & 病気
- 5 外部リンク
はじめに
ヒト胃リパーゼ（HGL, E.C. 3.1.1.3) (PBD ID: 1hlg) は、胃の中で食物脂肪の消化を開始する役割を持つリパーゼである。 この酸に安定な酵素は、ヒトの胃の底部主細胞から分泌され、健康な成人の脂肪分解プロセス（すなわち、脂肪分解を伴うプロセス）全体の10〜20％を触媒する。 HGL は、トリアシルグリセロールを加水分解してジアシルグリセロールとカルボン酸を生成し、その後の膵リパーゼによる脂肪分解を促進するプロセスを特異的に触媒している。 疾患との関連では、胃炎（胃の粘膜が炎症を起こしている、最も一般的な胃の疾患）の患者において、HGLの分泌が変化することを示唆する証拠がある。 さらに、膵臓の機能が低下した人（したがって膵臓リパーゼのレベルが低下した人）は、食事の脂肪を消化するためにHGLに大きく依存しなければならない。
構造の特徴
HGL は、379 アミノ酸残基長の2つのサブユニットからなるヒドロラーゼ酵素で、残基として Ser-153, His-353, およびAsp-324 を含んでいる。 この構造は脂質の分解に必須であり、Leu-67とGln-154の残基と協調し、遷移状態を安定化させる役割を果たしている。 ヒト胃リパーゼは構造的に複合体（βシートは黄色，αヘ リックスはオレンジ，コイルドコイルは緑，分解された糖鎖は紫色で 示す）を形成していることがわかる。 215-244残基のHGLは、活性部位の周囲と蓋との間にある（赤で示した疎水性領域）へと道を開く。 これらの領域は脂質を引き寄せ、ドッキングを促進すると考えられている。
Function
HGLによって触媒されるトリアシルグリセロールの加水分解反応 … 続きを読む
HGLは最適pH約5で機能し、主に短鎖のトリアシルグリセロールの加水分解を触媒する。
触媒活性を持つセリンを持つエステラーゼとして、HGLは確立したセリン・エステラーゼ機構に似たメカニズムを示している。 活性部位であるセリンは、まずAsp-136とHis-152の間に隣接して塩橋を形成し、Ser-153からプロトンを獲得することによって促進される。 現在、高度に求核性のあるSer-153は、トリアシルグリセロール分子の酢酸基のカルボニル炭素を攻撃することになる。 この四面体種はオキシアニオンホールによって安定化される。 しかし、この種が共有結合した酢酸とリパーゼに分解されると同時に、セリンは水が求核剤として働く脱アシル化を受ける。 この最終ステップにより、Ser-153はプロトン化された状態に戻る。
Relevance to Human Health & Disease
HGLの加水分解作用は、健康な成人では、食事脂肪分解のせいぜい10-20％を調節する程度であり、やや補助的である。 しかし、HGLの存在は、しばしば膵臓の機能低下を示す未熟児や、病的な膵臓機能不全（例えば、慢性膵炎）の成人では極めて重要である。 これらの人々は十分な量の膵リパーゼを産生できないため、食餌性脂肪の消化を主にHGLに頼らざるを得ない。 これらの個体では、HGLは食事のトリグリセリドの30～60％を加水分解する役割を担っている。
Tomasikら（2013）は、胃炎の子供と青年におけるHGL分泌のホルモン制御について調査した。 HGL活性は、ヘリコバクター・ピロリ胃炎と診断された青年からなる実験群（n＝10）、非H. ピロリ誘発型胃炎の青年からなる実験群（n＝10）、健康な青年からなる対照群（n＝14）の3群間で比較された。 各患者から内視鏡測定で採取した胃液を分析し、HGL活性、グルカゴン様ペプチド-1、コレシストキニン、グルコース依存性インスリントロピックペプチドの血漿濃度を観察した。
ピロリ菌以外の病原体によって表層性胃炎が引き起こされた患者は、健康な青年（p < .005）とピロリ菌胃炎と診断された患者（p < .005）に比べてHGL活性レベルが低値であった。 グルコース依存性インスリントロピックペプチドの平均血漿濃度は，非H. pylori胃炎患者（p < .003）およびH. pylori胃炎患者（p < 0.01）に比べ健康者では低かった（p < 0.005)． したがって、グルカゴン様ペプチド-1（GLP-1）とコレシストキニン（CCK）によるHGL分泌の制御は、胃炎の青年で変化することがわかった。この知見を支持するものとして、既存の文献では、GLP-1とCCKがHGL分泌を阻害することが示唆されている 。 さらに、グルコース依存性インスリントロピックペプチドは、すべての実験グループおよびコントロールグループにおいて、ヒト胃リパーゼ活性の強力な活性化因子であることが判明した
PDB – 1HLG: http://www.rcsb.org/pdb/explore.do?structureId=1HLG