キチナーゼ

キチンとキチナーゼは自然界に広く見られます。 キチン、別名キチンは、β-1,4-n-acetylglucosamineが基本単位として付いている線形ポリマーであり、内容は自然なポリマーで二番目にランク付けします。 キチンはまた、ほとんどの真菌細胞壁の主要成分であり、昆虫の外殻および腸にも見出される。 キチナーゼは、微生物、植物および動物に見出されており、その機能も異なっている。

分布

早ければ1905年、Beneckeはキチンを栄養素として使用できる微生物を単離し、それをBacillus chitinovirousと命名しました。 それ以来、人々はより多くの微生物、植物および動物からキチナーゼを単離し、精製した。

表1キチナーゼの分布と基本特性

分類

キチナーゼを分類するには、一般に三つの方法がある。 まず、分類システムは、生化学の国際連合の命名委員会によって決定されます。 キチナーゼとセルロースには多くの類似点があり、両方とも同じグリコシル化ヒドロラーゼに属しているため、キチナーゼは国際的に受け入れられている酵素分類システムによってEC3.2.1.14と命名されている。 この分類法の欠点は、キチナーゼ内の進化的関係を反映していないことである。 次に、キチナーゼとN-アセチルヘキソサミニダーゼは、酵素のアミノ酸配列に従って三つのファミリー、すなわちファミリー18、19、および20に分類される。 家族18および19はウイルス、細菌、菌類、昆虫および植物のようなさまざまな源からの細胞内のキチナーゼから構成されます。 ファミリー19は主に植物キチナーゼから構成されている。 ファミリー20キチナーゼは比較的小さい。 この分類法による酵素の記述には，主にＮ末端配列，酵素局在，等電点，シグナルペプチド，インデューサーが含まれる。

生物学的機能

キチナーゼは、微生物、動物、植物において異なる役割を持っています。 真菌、原生動物および無脊椎動物では、キチナーゼはそれらの成長および形態形成において役割を果たす。 ある細菌では、キチナーゼは不溶解性のキチンを分解し、それによりカーボン源およびエネルギー源としてキチンを使用して栄養素として、使用できます。 酵母（Saocharomyces）では、キチンは細胞壁の1％しか構成していませんが、二世代の細胞間のセパレータに大量のキチン沈着があり、キチナーゼが酵母細胞の増殖と単離の過程で必要であることを示しています。 現在の研究がかかわっている限りでは、キチナーゼは高等植物および脊椎動物の防衛蛋白質です。 キチナーゼはある特定のnodulationの要因に対する低下の効果をもたらします。 キチナーゼは結節因子のレベルを制御することによって植物と根茎のバランスをとり、共生窒素固定に関与すると推測される。

特徴

キチナーゼは誘導性である。 多くの調査は脊椎動物および植物のキチナーゼが誘導可能であることを示しました。 高等植物が病原体およびそれらのエリシター、エチレン、サリチル酸、紫外線、重金属、機械的損傷などによって誘導された後。、キチナーゼの活動は急速に高められ、植物はある程度保護されます。 ある特定の微生物および動物のキチナーゼは低下の後で低分子量のキチナーゼを形作ることができます。 キチナーゼの発現はまた、時系列および組織特異的である。 植物キチナーゼの生産は植物抵抗性に関連しているが、キチナーゼの存在はまた、多くの植物の特定の発達段階および特殊組織において見出されている。 植物では、上部にキチナーゼはほとんど検出されないが、基部の古い葉および根には豊富である。 したがって、キチナーゼは、開発プロセスの円滑な完了を確実にするために、植物のいくつかの発達段階の間に不利な外部環境に適応するために開発さ 寄生線虫によって産生されるキチナーゼは特異的かつ時間依存的であり、その発生および伝達において重要な役割を果たす。

アプリケーション

• 植物病原性真菌の制御におけるキチナーゼの適用

多くの植物病原性真菌の細胞壁の主成分はキチンである。 In vitro静菌試験では、キチナーゼが胞子の発芽およびいくつかの病原性真菌の菌糸の成長を阻害することが示されている。 植物が病原体に感染すると、キチナーゼの活性の増加を含む一連の積極的な防御応答を産生する。 従って、キチナーゼは植物の菌類の病気に対して潜在的な物質として長い間みなされてしまいました。 1980年代以来、科学者たちは、タバコ、トマト、大豆、ジャガイモ、レタス、ブドウ、テンサイなどの植物にキチナーゼ遺伝子を移し、キチナーゼ活性を発現するトランスジェニック植物を得た。 非トランスジェニック植物と比較して、トランスジェニック植物は真菌に耐性であるだけでなく、線虫、昆虫および他の病原性生物にも耐性である。

• キチナーゼの生物学的制御への応用

寄生虫Brugia malayiとWuchereria bancroftiには、再生と伝達のプロセスにキチナーゼが関与しているため、キチナーゼは、これら二つの寄生線虫を制御するための候補ワクチンとして使用することができる。 1992年、Furhman et al. モノクローナル抗体MF1はスナネズミの寄生ミクロフィラリアの末梢成分を分解することができ、この抗体はいくつかの細菌および酵母キチナーゼと高い相同性を有することが報告されている。 Trichoderma harzianum、Rhizoctonia solani、Leishococcus、バチルス、等のようなあるbiocontrolの細菌。 生物制御のメカニズムの一つは、キチナーゼやグルカナーゼなどの細胞壁分解酵素の産生である。 さらに、研究は、キチナーゼが発生の特定の段階で害虫および蚊を殺すかまたは予防することができることを見出したので、キチナーゼを使用して、大量の殺虫剤を使用することなく蚊およびこれらの害虫の数を制御することができると想定される。

• キチナーゼ分解生成物の応用

キチンの加水分解によって生成されるアミノオリゴ糖は、植物や動物の生活代謝を調節する上で非常に重要な役 N-アセチルグルコサミン自体は、抗炎症薬として使用することができ、大腸潰瘍および胃腸潰瘍障害に対する治療効果を有する。 さらに、アミノオリゴ糖は、植物が防御応答を産生するように誘導するための免疫誘導物質として使用することができる。 動物では、アミノのオリゴ糖にまた免除を改善し、腫瘍の細胞の成長を禁じることのような生理学的な活動があります。