活性酸素　フリーラジカルの発生を抑える
予防的な働きをする
主な抗酸化酵素を紹介しましょう

＜スーパーオキシドジスムターゼ・SOD＞

＠抑制する活性酸素の種類

酸素から悪玉ヒドロキシラジカルが
産生される過程で最初にできてくる
スーパーオキシドを還元して
酸素や比較的害が少ない過酸化水素に変えることで
ヒドロキシラジカルの発生を抑えています




＠存在する場所

代謝が盛んな肝臓に最も多く存在し

＊多くの細胞の細胞質に
　恒常的に存在しているCu・Zn型

＊ミトコンドリアで
　酸化ストレス時に誘導されるMn型

＊細胞外に存在するEC（細胞外）型

の3種類があります

＠加齢により減少する

SODの酵素量は
加齢とともに減少します




＜カタラーゼ＞

＠抑制する活性酸素の種類

過酸化水素を
水と酸素に分解して消去します

過酸化水素からも
悪玉ヒドロキシラジカルが
発生しますから
SODと同様
ヒドロキシラジカルの発生を抑えています




＠存在する場所

さまざまな細胞の細胞内小器官の
ペルオキシゾームに存在し

脂肪酸やプリン体代謝を行う
酸化酵素の働きで生じた
過酸化水素を分解します


＜グルタチオン・GSH＞

＠抑制する活性酸素の種類

過酸化水素を
水に変えます

また 

過酸化脂質を
毒性のないものに変えます


＠構造

グルタミン酸　システイン　グリシン
の3つのアミノ酸からできています



アミノ酸が連結したペプチドは
プロテアーゼという分解酵素で
分解されやすいのですが

グルタチオンは特異的な構造をしているので
分解されにくく
細胞内に高濃度で存在できます


＠SH基・チオールの強力な抗酸化作用

グルタチオンを構成するシステインの
側鎖のSH基（チオール）は
細胞内に存在する　
最も強力な抗酸化成分です



このSH基が還元状態にある
還元型グルタチオン（GSH）は
細胞内の主要な還元物質として働きます

タンパク質のSH基が
活性酸素により酸化され
ジスルフィド結合を起こすと
そのタンパク質は機能を失ってしまいますが

GSHは　
他のタンパク質のSH基が
酸化されるのを保護します

＠グルタチオンペルオキシダーゼ・還元酵素と
　GSHのコンビ

グルタチオンが働くには
グルタチオンペルオキシダーゼ
という還元酵素が必要で

GSHは
この酵素の基質として働くため

酵素が過酸化水素を水に変え
過酸化脂質を毒性のないものに
変えることができます




＠存在する場所

グルタチオンペルオキシダーゼは
あらゆる組織の
細胞外　細胞質　ミトコンドリアに
広く分布し

GHS・グルタチオンペルオキシダーゼのコンビは
細胞内の構成成分を酸化から守る
最も重要な抗酸化システムとして
機能しています


＠薬物代謝におけるグルタチオン抱合作用

GSHには
有害な薬物と結合して
グルタチオン抱合を行い
水に溶けやすくして
体外に排出させる働きもあり
薬物代謝においても重要な位置を占めています



グルタチオン抱合を行わせる酵素が
グルタチオンSトタンスフェラーゼ（GST）で




ヘム　ビリルビン　ステロイドホルモンなどの
キャリアータンパクとしても働いています


＜チオレドキシン＞

＠酸化ストレスで誘導される

酸化ストレスにより誘導される
抗酸化酵素です


＠各細胞内小器官に
　特異的ファミリーが存在する

核　細胞質　ミトコンドリア　
小胞体　ペルオキシゾームなどの
細胞内小器官に
それぞれの特異的ファミリーが存在します

＠タンパク質のSH基の酸化を保護により
　抗酸化作用を発揮する

上述したGSHと同様に

他のタンパク質のシステインの側鎖の
SH基の酸化を保護し

酸化により生じたジスルフィド結合の
還元・切断を促進することで
抗酸化物質として機能します



＠ペルオキシレドキシンとのコンビ
　
ペルオキシレドキシンという
過酸化水素を水に変換し　
脂質過酸化物を分解するという

上述した
グルタチオンペルオキシダーゼに
類似する働きを持つ酵素が存在し

チオレドキシンとペルオキシレドキシンの関係は
上述のグルタチオンとグルタチオンペルオキシダーゼの
関係に似ていて

ペルオキシレドキシンは
還元型チオレドキシンを利用して
過酸化水素を消去して　
脂質過酸化物を分解するのです

細胞質に存在している
ペルオキシレドキシンのサブタイプⅥは
作用発現に還元型チオレドキシンでなく　
グルタチオンを利用している可能性があり

GHS・グルタチオンペルオキシダーゼのコンビと
チオレドキシン・ペルオキシレドキシンのコンビは
相互連関があるのかもしれません

＠抗酸化作用以外のさまざまな作用

チオレドキシンは　
酸化ストレス応答を制御するのみならず

＊遺伝子発現

＊タンパク質の合成・分解

＊細胞の活性化　増殖　分化

＊アポトーシス

といった
さまざまな細胞の機能制御にも関わっています

この作用は
酸化ストレスで発現誘導されたチオレドキシンが
核に移行して行っているもので

転写因子のDNAへの結合促進
細胞内シグナル伝達に関与し

この制御の揺らぎが　
発がん　炎症　糖尿病などの病態に
関わっています




チオレドキシンの
レドックス制御の奥は深いのです

書き手はかって
このあたりを少し齧って遊んだことがあるので
この解説を書きながら　
なんとなく懐かしい思いを感じています（笑）


＜まとめ＞

さて　長くなって恐縮ですが

抗酸化酵素には

＊細胞内に恒常的に存在するもの　

＊酸化ストレスで誘導されるもの

など　さまざまな種類があって

お互いの働きを補い合うように
複雑なシステムを形成して
抗酸化機構を構成している

ことを
ご理解いただけたでしょうか？

次回は
食物などに含まれる
抗酸化物質の解説をします