Hydrolytic enzymes

Japanese: 加水分解酵素 - かすいぶんかいこうそ

A general term for enzymes that catalyze hydrolysis, also known as hydrolase. It is the name of one group when enzymes are systematically classified.

The International Union of Biochemistry (now the International Union of Biochemistry and Molecular Biology) established a committee on the classification and nomenclature of enzymes, and reported its conclusions in 1961. According to the committee, enzymes are classified into six groups according to the chemical reactions they catalyze, and hydrolases are the name given to the third group. Enzymes in this group catalyze various hydrolysis reactions that take place in living organisms, and there are many of them, many of which are important. Hydrolases are further classified into the following 11 subgroups:

(1) Those that act on ester bonds. They hydrolyze esters of carboxylic acids, phosphoric acids, sulfuric acids, etc.

This group includes lipase, cholinesterase, phosphatase, etc., as well as restriction enzymes (endonucleases that recognize specific base sequences in DNA and cut the double strand), which are widely used in the field of genetic engineering.

(2) Those that act on glycosyl compounds. They hydrolyze the glycosidic bond formed between the reducing hydroxyl group of sugars. These include α (alpha)- and β (beta)-amylases, as well as glycosidases and nucleosidases.

(3) Enzymes that act on ether bonds: These include enzymes that act on thioether bonds (adenosylhomocysteinase, etc.) and enzymes that act on ether bonds (epoxide hydrolase, etc.).

(4) Those that act on peptide bonds. Many proteolytic enzymes (proteases) belong to this category, including trypsin, chymotrypsin, carboxypeptidase, and leucine aminopeptidase.

(5) Enzymes that act on carbon-nitrogen bonds other than peptide bonds. These include urease, asparaginase, penicillinase, as well as nucleoside and nucleotide deaminases.

(6) Enzymes that act on acid anhydrides. These include ATPase and many other enzymes that hydrolyze pyrophosphate bonds.

(7) Enzymes that act on carbon-carbon bonds, such as kynurenase.

(8) Those that act on bonds with halogen elements, such as diisopropyl fluorophosphatase.

(9) Those that act on phosphorus-nitrogen bonds, including phosphoamidases.

(10) Those that act on sulfur-nitrogen bonds. Examples include sulfoglucosamine sulfamidase.

(11) Those that act on carbon-phosphorus bonds. Examples include phosphonoacetaldehyde hydrolase.

The names of hydrolases recommended by the IUBMB are often the name of the substrate with the suffix -ase added, so an enzyme with the name substrate + ase can be interpreted as an enzyme that hydrolyzes the substrate, e.g. urease is an enzyme that hydrolyzes urea.

[Kenichi Kasai]

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

加水分解反応を触媒する酵素の総称で、ヒドロラーゼhydrolaseともいう。酵素を系統的に分類したときの一つのグループ名称になっている。

　国際生化学連合（現在は国際生化学・分子生物学連合）では酵素の分類と命名に関する委員会を設け、1961年に同委員会の結論が報告された。それによると、酵素を、それが触媒する化学反応にしたがって六つのグループに分類しており、加水分解酵素はその第3類に与えられた名称である。この類に属する酵素は、生体内で行われているさまざまな加水分解を触媒しており、その数も多く、また重要なものも少なくない。加水分解酵素はさらに次の11の小グループに細分類されている。

(1)エステル結合に作用するもの。カルボン酸、リン酸、硫酸などのエステルを加水分解する。

　リパーゼ、コリンエステラーゼ、フォスファターゼなどがこのグループに含まれるほか、遺伝子工学の分野で非常に多く利用されている制限酵素（DNAの特定の塩基配列を識別して2本鎖を切断するエンドヌクレアーゼ）なども、このグループに含まれる。

(2)グリコシル化合物に作用するもの。糖の還元性ヒドロキシ基との間でつくられたグリコシド結合を加水分解する。α(アルファ)-およびβ(ベータ)-アミラーゼのほか、グリコシダーゼやヌクレオシダーゼなどがある。

(3)エーテル結合に作用するもの。チオエーテル結合に作用するもの（アデノシルホモシステイナーゼなど）とエーテル結合に作用するもの（エポキサイドヒドロラーゼなど）がある。

(4)ペプチド結合に作用するもの。トリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼ、ロイシンアミノペプチダーゼなど、多くのタンパク分解酵素（プロテアーゼ）がこれに属する。

(5)ペプチド結合以外の炭素‐窒素結合に作用するもの。ウレアーゼ、アスパラギナーゼ、ペニシリナーゼのほか、ヌクレオシドやヌクレオチドのデアミナーゼがある。

(6)酸無水物に作用するもの。ATPアーゼをはじめとして、多くのピロリン酸結合を加水分解する酵素がこれに含まれる。

(7)炭素‐炭素結合に作用するもの。キヌレイナーゼなどが含まれる。

(8)ハロゲン族元素との結合に作用するもの。ジイソプロピルフルオロフォスファターゼなどがある。

(9)リン‐窒素結合に作用するもの。フォスフォアミダーゼが含まれる。

(10)硫黄(いおう)‐窒素結合に作用するもの。スルホグルコサミンスルファミダーゼがある。

(11)炭素‐リン結合に作用するもの。フォスフォノアセトアルデヒドヒドロラーゼがある。