唾液アミラーゼのCl⁻による活性化

　ご注意： Cl⁻は正式には塩化物イオンといいます．塩素イオンは俗語です．

　《ある酵素タンパクがどんなイオンで活性化されるかはそのタンパク独自の性質です．Ca²⁺で活性化されるタンパク，K⁺でないといけないタンパク，Mg²⁺に依存するタンパク，Cl⁻を必要とするタンパク，みなそれぞれのタンパクの個性で，そのタンパクの構造を反映しています．》と言われれば《Cl⁻で活性化されるんだから仕方ないじゃないか》というのと同じで不満でしょう．

　そこでタンパク構造を調べてみました．ヒト唾液アミラーゼは511残基ポリペプチド(アミノ酸511個がペプチド結合でつながった分子)になるように合成され始めますが，唾液に分泌するためにタンパク合成の途上でN端側の15残基を切取ります．そこで，アミラーゼとして分泌されるのは496残基のポリペプチド鎖です．この分子の立体構造も調べがついています．それによるとこのタンパクはCa²⁺とCl⁻を1個ずつ結合しています．Ca²⁺に配位するのはAsn115側鎖, Arg173主鎖, Asp182側鎖, His216主鎖の4残基，Cl⁻と結合するのはArg210, Asn313, Arg352，中でも特にArg210とArg352のプラス電荷をもつ側鎖の親和力が強いそうです．酵素活性に必須な活性基(活性部位)はAsp212, Glu248, Asp315の3側鎖，いずれもカルボキシ基をもつアミノ酸残基です．

　115, 173, 182, 216番という離れ離れのアミノ酸残基の側鎖や主鎖が1個のCa²⁺に配位するのだから，そうなるようにポリペプチド鎖はうまく折れたたまれて(フォールディングして)いるはず，また210, 313, 352番も1個のCl⁻と結合できるように互いに近づきます．このような形にフォールディングすることで212, 248, 315番側鎖が触媒活性をもつようにタンパクのコンホメーションが出来上がると考えて下さい．Ca²⁺は強く結合しているので外部から加えなくてもいいのでしょうが，Cl⁻は酵素活性をもつコンホメーションを安定化できるほど強く結合していないのでCl⁻を添加しないと活性が保てないようです．Na⁺は電荷がCl⁻の逆ですから代理はできません．

　http://www.rcsb.org でProtein Data Bankにアクセスし，アクセッションナンバー1C8Qでサーチすれば唾液アミラーゼの構造が出てきます．またhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/Entrez/でEntrez BrowserにアクセスしProtein: sequence databaseをクリックした後salivary amylaseでサーチすればアミノ酸配列データも入手できます．自分でコンピュータグラフィックスを自由に操作してタンパク分子を眺めるのは楽しいものです．