キサンチンオキシダーゼ

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キサンチンオキシダーゼ/デヒドロゲナーゼ
XanthineOxidase-1FIQ.png
ウシ亜科のキサンチンオキシダーゼの結晶構造(モノマー)[1]
FADは赤、FeSクラスターはオレンジ、モリブデンとモリブドプテリン補因子は黄色、サリチル酸は青で表している。
識別子
EC番号 1.17.3.2
CAS登録番号 9002-17-9
データベース
IntEnz IntEnz view
BRENDA BRENDA entry
ExPASy NiceZyme view
KEGG KEGG entry
MetaCyc metabolic pathway
PRIAM profile
PDB構造 RCSB PDB PDBe PDBsum
遺伝子オントロジー AmiGO / EGO
キサンチンオキシダーゼ/デヒドロゲナーゼ
識別子
略号 XDH
Entrez 7498
HUGO 12805
OMIM 607633
PDB 1FIQ (RCSB PDB PDBe PDBj)
RefSeq NM_000379
UniProt P47989
他のデータ
EC番号 1.17.3.2
遺伝子座 Chr. 2 p23.1

キサンチンオキシダーゼ(xanthine oxidase、XOXAO)は、活性酸素種を発生させるキサンチンオキシドレダクターゼの型の一つで[2]ヒポキサンチンキサンチンへ酸化し、さらに尿酸への酸化を触媒する酵素である。ヒトを含む多くの生物において、プリン類の異化に重要な役割を果たす[3][4]

キサンチンオキシダーゼはスルフヒドリル基の酸化によりキサンチンデヒドロゲナーゼに可逆的に変換することが可能である[5]

反応[編集]

キサンチンオキシダーゼは以下の反応を触媒する。

  • ヒポキサンチン + H2O + O2 \rightleftharpoons キサンチン + H2O2
  • キサンチン + H2O + O2 \rightleftharpoons 尿酸 + H2O2

タンパク質の構造[編集]

このタンパク質は大きく、分子量は約270,000で、2個のフラビン分子と2個のモリブデン原子、8個の原子がそれぞれの酵素ユニットに結合している。モリブデン原子はモリブドプテリン補因子に含まれ、酵素の活性部位になっている。鉄原子は[2Fe-2S]フェレドキシン鉄・硫黄クラスターを構成しており、電子移動反応に寄与している。

酵素反応機構[編集]

キサンチンオキシダーゼの活性部位はモリブデン原子に末端酸素(オキソ基)と硫黄原子、末端ヒドロキシル基が配位したモリブドプテリンユニットで構成されている[6]。キサンチンから尿酸への反応では、酸素原子はモリブデンからキサンチンへ転移されることにより、いくつかの中間体が生成すると仮定される[7]。そして、水の付加により活性モリブデン中心が再生される。その他のモリブデン含有酸化還元酵素のように、キサンチンオキシダーゼによって基質に取り込まれる酸素原子の由来は酸素分子よりも水分子の方である。

酵素阻害剤[編集]

キサンチンオキシダーゼの酵素阻害剤には、アロプリノール[8]オキシプリノール[9]フィチン酸[10]フェブキソスタット[11][12]がある。

出典[編集]

  1. ^ PDB 1FIQ; Enroth C, Eger BT, Okamoto K, Nishino T, Nishino T, Pai EF (September 2000). “Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: structure-based mechanism of conversion”. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 97 (20): 10723–8. doi:10.1073/pnas.97.20.10723. PMC 27090. PMID 11005854. http://www.pnas.org/content/97/20/10723.abstract. 
  2. ^ Ardan T, Kovaceva J, Cejková J (2004). “Comparative histochemical and immunohistochemical study on xanthine oxidoreductase/xanthine oxidase in mammalian corneal epithelium”. Acta Histochem 106 (1): 69–75. doi:10.1016/j.acthis.2003.08.001. PMID 15032331. 
  3. ^ Hille R (2005). “Molybdenum-containing hydroxylases”. Arch. Biochem. Biophys. 433 (1): 107–16. doi:10.1016/j.abb.2004.08.012. PMID 15581570. 
  4. ^ Harrison R (2002). “Structure and function of xanthine oxidoreductase: where are we now?”. Free Radic. Biol. Med. 33 (6): 774–97. doi:10.1016/S0891-5849(02)00956-5. PMID 12208366. 
  5. ^ Entrez Gene: XDH xanthine dehydrogenase”. 2008年12月19日閲覧。
  6. ^ Hille R. (2006). “Structure and Function of Xanthine Oxidoreductase”. European Journal of Inorganic Chemistry 2006 (10): 1905–2095. doi:10.1002/ejic.200600087. 
  7. ^ Metz S, Thiel W. (2009). “A Combined QM/MM Study on the Reductive Half-Reaction of Xanthine Oxidase: Substrate Orientation and Mechanism”. Journal of the American Chemical Society 131 (41): 14885–158902. doi:10.1021/ja9045394. PMID 19788181. 
  8. ^ Pacher P, Nivorozhkin A, Szabó C (March 2006). “Therapeutic effects of xanthine oxidase inhibitors: renaissance half a century after the discovery of allopurinol”. Pharmacol. Rev. 58 (1): 87–114. doi:10.1124/pr.58.1.6. PMC 2233605. PMID 16507884. http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=2233605. 
  9. ^ Spector T (January 1988). “Oxypurinol as an inhibitor of xanthine oxidase-catalyzed production of superoxide radical”. Biochem. Pharmacol. 37 (2): 349–52. doi:10.1016/0006-2952(88)90739-3. PMID 2829916. 
  10. ^ Muraoka S, Miura T (February 2004). “Inhibition of xanthine oxidase by phytic acid and its antioxidative action”. Life Sci. 74 (13): 1691–700. doi:10.1016/j.lfs.2003.09.040. PMID 14738912. 
  11. ^ Takano Y. et al.; Life Sci.: 76(16): 1835, 2005
  12. ^ Yamamoto T. et al.: Pharmacology.: 60: 34, 2000

関連項目[編集]

外部リンク[編集]