I.U.B.: 3.4.21.1
C.A.S.: 9004-07-3

Enzymatic Reaction (image is opened in new window)

Chymotrypsin は、すい臓のアシナー細胞によって作られるセリンの endopeptidaseである。 キモトリプシンは、トリプシンによってキモトリプシノーゲンがタンパク質分解された後、活性化される。 トリプシンがリジンとアルギニンを加水分解するのに対し、キモトリプシンは芳香族残基（チロシン、フェニルアラニン、トリプトファン）によって形成されたペプチド結合を選択的に切断する（Hedstrom et al.1992）。 キモトリプシンの2つの優勢な形態、AとBは、牛の膵臓に同量で存在する。 これらは非常によく似たタンパク質（80％同一）であるが、タンパク質分解特性は著しく異なる（Hartley 1964、Melounら1966、Smillieら1968、およびGráfら2004）。 以下の情報は、主にキモトリプシノーゲンおよびキモトリプシンのA型に関連するものである。

歴史：

1900年代初頭、Vernonは膵臓準備物がそれ自身の酵素の内在性活性化因子を生じさせることを提案した（Vernon 1901）。 ヴァーノンのミルク凝固実験では、少なくとも2つの酵素が存在し、一方は他方より安定であることが判明した（ヴァーノン1902）。 しかし、この考えは1934年にKunitzとNorthropがトリプシン以外の酵素の存在を確認し、キモトリプシンと名付けるまで広く受け入れられることはなかった。 彼らはキモトリプシンだけでなく、不活性な前駆体であるキモトリプシノーゲンも結晶化することができた（Kunitz and Northrop 1934）。 1938年、Kunitzはキモトリプシンの異なる活性型を分離し、それらをα、β、γと命名した（Kunitz 1938）。

1940年代初頭、FrutonとBergmannはキモトリプシンの特異性をさらに研究し、いくつかの新しい基質について報告した（Fruton and Bergmann 1942）。 Jacobsenはすぐにキモトリプシンの別の形を同定し、それらをδとπと名付けた(Jacobsen 1947)。 1948年、Schwertはさらにキモトリプシンとキモトリプシノーゲンの分子量を決定した。

1954年、HartleyとKilbyにより、キモトリプシンがアミドとエステル基を加水分解する3段階の機構に関する最初の証拠が報告され、アシル酵素中間体の存在が仮定され、後にそれが真実であることが証明された (Henderson 1970)。 1955年、Laskowskiは2番目の結晶性キモトリプシノーゲンを得て、キモトリプシノーゲンBと名付けた。1964年、HartleyはキモトリプシンAのアミノ酸配列を決定し、その後1966年にMelounらによって精緻化された。 1968年、SmillieらはキモトリプシンBのアミノ酸配列を決定し、キモトリプシンAと80％の配列相同性を示した。1970年代から1980年代にかけて、作用機構の解明とトリプシンとキモトリプシン間のアミノ酸配列の相違を明らかにする研究が行われた（Steitz et al. 1969, Cohen et al. 1981, Asbóth and Polgár 1983, and Gráf et al. 1988）

1990年代には、キモトリプシンが大西洋タラ（Ásgeirsson and Bjarnason 1991）、ラクダ（Al-Ajlan and Bailey 1997）など他の供給源から精製された。 また、阻害剤の研究も始まり（Baek et al. 1990）、Frigerioらはウシキモトリプシンの結晶構造を2.0Åの分解能で解明した（Figerio et al. 1992）。 2006、およびJordanら2009）、およびPEG分子へのコンジュゲートによるキモトリプシンの安定性の向上（Castellanosら2005、およびRodríguez-Martínezら2009）。

特異性：

キモトリプシンはトリプシンによるアルギニンとイソロイシン（R15およびI16）間の結合の開裂によって活性化し、構造変更と基質結合部位の形成を引き起こす（Sears 2010）。 キモトリプシンはトリプシンと異なり、トリプシンはペプチドをアルギニンやリジン残基で切断するが、キモトリプシンは大きな疎水性残基を好む（Hedstrom et al.1992）。 キモトリプシンはチロシン、フェニルアラニン、トリプトファンのL-異性体が関与するペプチド結合の加水分解を優先的に触媒する。 また、感受性の高いアミノ酸のアミドやエステルにも容易に作用する。 キモトリプシンの大きな疎水性残基に対する特異性は、残基189から195、214から220、225から228によって形成される疎水性S1結合ポケットによって説明できる（Cohen et al.1981）。

トリプシンとキモトリプシンのS1部位の構造は1箇所（189位）しか違いがないが、トリプシンとキモトリプシンの部位特異的変異誘発では特異性を交換することができず、トリプシンとキモトリプシンが基質特異的触媒作用を発揮する機構は十分に理解されていないことが示唆されている（Steitz et al. 1969, and Gráf et al. 1988）。

分子特性：

キモトリプシンAおよびBは80%の配列同一性を有する（Hartley 1964, Meloun et al. 1966, Smillie et al. 1968, and Gráf et al.） 触媒三重鎖のアミノ酸（H57, D102, S195）はS1ファミリーのペプチダーゼの配列で高度に保存されている（Gráf et al.2004）。 214位のセリンもファミリーで高度に保存されており、触媒トライアドの4番目のメンバーとして提案されている(Ohara et al. 1989, and McGrath et al. 1992).

組成：

触媒トライアドの3つのアミノ酸残基（H57、D102、S195）はペプチド結合切断に必須で、水素結合によって安定化されている（Sears 2010, and Gráf et al.） G193とS195はオキシアニオンホールを構成し、切断性ペプチド結合のカルボニル基と相互作用し、それを配向させて四面体の中間体を形成する (Rühlmann et al. 1973, Huber and Bode 1978, and Gráf et al. 2004)。

Protein Accession Number: P00766

CATH Classification (v. 3.3.0):

• Class: Mainly Beta
• アーキテクチャー。 Beta Barrel
• Topology: トリプシン様セリンプロテアーゼ

分子量：

• 25.6 kDa (Wilcox 1970)

至適pH： 7.8-8.0 (Rick 1974)

等電点：

• 8.0 (Wilcox 1974)52（キモトリプシノーゲン、理論値）
• 8.33 （キモトリプシン、理論値）

消滅係数:

• 51,840cm-1 M-1 （理論値）
• E1%,280 = 20.0 (理論値)19 (キモトリプシノーゲン、理論値)
• E1%,280 = 20.57 (キモトリプシン、理論値)

活性部位残基:

• Histidine (H57)
• Aspartate (D102)
• Serine (S195)

活性剤：

• Cetyltributylammonium bromide (Spreti et al. 2008）＜9684＞＜2975＞ドデシルトリメチルアンモニウムブロマイド（Abuin et al. 2005）＜9684＞＜2975＞ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド（Celejら、2004）＜9684＞＜2975＞テトラブチルアンモニウムブロマイド（Spretiら、2008）＜9684＞＜2975＞テトラブチルアンモニウムブロマイド（Spretiら、2008）＜9684＞＜2975＞ヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロマイド（Clejら、2007 2001）＜9684＞＜6256＞＜609＞ 阻害剤：＜3296＞＜5781＞＜2975＞ヒドロキシメチルピロール（Abell and Nabbs 2001）＜9684＞＜2975＞ ボロン酸（Smoum et al.2003）＜9684＞＜2975＞ クルマリン誘導体（Pochet et al.2000）＜9684＞＜2975＞ ペプチドアルデヒド（Lesner et al.2000）＜2980＞Peptidyl aldehydes（Pol. 2009）＜9684＞＜2975＞天然由来のペプチド（Telangら、2009、Rousselら、2001、およびChopinら、2000）＜9684＞＜2975＞非天然アミノ酸を含むペプチド（Legowskaら、1999）＜9684＞＜2975＞天然由来のペプチド（Rousselら、2001、およびChopinら、2000）。 2009、およびWysockaら2008）

応用：

• 配列解析
• ペプチド合成
• ペプチドマッピング
• ペプチド指紋採取

応用：ペプチドフィンガープリンティング