L-グロノラクトンオキシダーゼ

L-グロノラクトンオキシダーゼについて

L-グロノラクトンオキシダーゼ（L-gulonolactone oxidase, GLO）は、ビタミンC（アスコルビン酸）とその前駆体の変換に関与する酸化還元酵素です。この酵素は主に二つの化学反応を触媒します。第一の反応では、アスコルビン酸が基質となり、生成物はL-キシロ-ヘキスロノラクトンです。第二の反応では、L-グロノ-1,4-ラクトンと酸素が関与し、L-キシロ-ヘキスロノラクトンと過酸化水素が生成されます。これらの反応は、酵素が提供する活性部位によって進行し、酵素にとって重要な補因子としてFADが用いられます。

この酵素の正式名称はL-gulono-1,4-lactone:oxygen 3-oxidoreductaseであり、別名としてL-gulono-γ-lactone: O2 oxidoreductaseやL-gulono-γ-lactone oxidaseと呼ばれることもあります。

L-グロノラクトンオキシダーゼの不活化

進化の過程において、L-グロノラクトンオキシダーゼの遺伝子活性はさまざまな動物種で独立に失われています。哺乳類の中では、特にテンジクネズミや直鼻猿亜目に属する霊長類がこの酵素の活性を喪失しており、結果としてビタミンCを合成する能力を持たなくなっています。この活性喪失の原因は、他の突然変異によるものです。活性を失った遺伝子は多様な変異を蓄積し、現在は偽[[遺伝子]]としての形を取っています。

スズメ目の鳥類でも、L-グロノラクトンオキシダーゼの活性喪失が確認されており、また再獲得が起こったとされる種も存在します。このため、鳥類におけるビタミンC合成能力は種によって異なります。さらに、コウモリ類もこの遺伝子の活性を失っています。

霊長目においては、約6300万年前にこの酵素の活性が失われ、直鼻猿亜目（ビタミンC合成なし）と曲鼻猿亜目（ビタミンC合成あり）の分岐なうが同時に起きています。ビタミンCを合成できる曲鼻猿亜目にはキツネザルなどが含まれています。

まとめ

L-グロノラクトンオキシダーゼはビタミンCの合成に重要な役割を果たしていますが、その活性の喪失は進化の過程において重要な意味を持っています。生化学的な観点からこの酵素の理解を深めることで、私たちはその進化的背景や多様な動物群におけるビタミンC合成能力の違いを理解できるようになります。

参考文献

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• - Nishikimi, M., Fukuyama, R., Minoshima, S., Shimizu, N. and Yagi, K. (1994). "Cloning and chromosomal mapping of the human nonfunctional gene for L-gulono-γ-lactone oxidase, the enzyme for L-ascorbic acid biosynthesis missing in man." J. Biol. Chem. 269: 13685-13688.
• - Chatterjee, I.B., Chatterjee, G.C., Ghosh, N.C. and Guha, B.C. (1950). "Identification of 2-keto-L-gulonolactone as an intermediate in the biosynthesis of L-ascorbic acid." Naturwissenschaften 46: 475 only.

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