動物ペルオキシソームにおけるプリン分解酵素群の進化

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  • Evolution of Purine-Degrading Enzymes in Animal Peroxisomes

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抄録

プリン塩基の分解は動物種によって異なる.プリンの分解過程において,尿酸までの経路は全動物種に共通して存在するが,尿酸以降の分解は高等動物ほど不完全である.これは進化の過程で尿酸分解酵素群(ウリカーゼ,アラントイナーゼ,アラントイカーゼ,ウレアーゼ)が脱落したためである.本文では尿酸分解酵素群(ウリカーゼ,アラントイナーゼ,アラントイカーゼ)の各種動物肝臓における細胞内分布,ペルオキシソーム内分布,分子構造及びその他の性質を比較する.ウリカーゼはウリカーゼを持つすべての動物の肝臓のペルオキシソームに分布している.魚類及び両生類の肝臓ではペルオキシソームのマトリックスに可溶型として存在しているが,単離すると魚類のものは可溶型であるが,両生類のものは哺乳類のウリカーゼと同様,不溶塾にかわる.これは両生類のウリカーゼが魚類から哺乳類への進化における移行型であることを示唆している.肝臓のアラントイナーゼ(ALN)とアラントイカーゼ(ALC)の細胞内分布やペルオキシソーム内存在様式は動物種問,同一種間で異なる.魚類ではALNとALCは別の蛋白であり,細胞内存在様式は魚類間で驚くほどの違いがある.ALNは海水魚ではペルオキシソームのマトリックスとシトソールの両分画に分布しているが,淡水魚ではシトソールにのみ分布する.ALCはすべての魚類においてペルオキシソームに分布するが,ペルオキシソーム内分布は魚類間で異なり,ペルオキシソームのマトリックスかペルオキシソーム膜の外表面に分布する.両生類ではALNとALCは複合体を形成している.この複合体はペルオキシソームに分布せず,ミトコンドリアに分布している.以上のようにペルオキシソームのウリカーゼは動物進化に伴って可溶型から不溶型にかわり,最後(ヒト上科)に脱落してしまう.ALNとALCは魚類以下では異種蛋白として存在しているのに対して,両生類になるとALNとALCが複合体をつくり,更に進化するとこれを失う.

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