Digestive enzymes

Japanese: 消化酵素 - しょうかこうそ（英語表記）digestive enzyme

A general term for enzymes involved in digestion. Enzymatic action is generally hydrolysis, and there are many types. Broadly speaking, they can be divided into proteolytic enzymes, which break down proteins into amino acids; carbohydrate-degrading enzymes, which break down carbohydrates into monosaccharides; lipolytic enzymes, which hydrolyze fats into glycerin (glycerol) and fatty acids; and nucleolytic enzymes, which hydrolyze nucleic acids into nucleotides. In higher animals, most digestive enzymes are produced in the pancreas and secreted from the digestive gland into the digestive tract. In lower animals, they exist in the protoplasm and are involved in intracellular digestion. The enzymes themselves are also made of proteins.

[Chie Furuhata]

Proteolytic enzymes

Proteins are peptide chains in which amino acids are polymerized through peptide bonds, and proteolytic enzymes hydrolyze the C-N bonds (bonds between carbon and nitrogen atoms) of these peptide bonds. They can be classified according to their function as enzymes into endopeptidases and exopeptidases. Endopeptidases hydrolyze the internal peptide bonds of peptide chains to produce small peptides. Examples of endopeptidases include pepsin, which is produced in the stomach and works in the stomach, trypsin and chymotrypsin, which are produced in the pancreas and work in the small intestine. Exopeptidases hydrolyze only the peptide bonds at the ends of peptide chains to release the terminal amino acids. Examples of exopeptidases include carboxypeptidases, which are produced in the pancreas and work in the small intestine, and aminopeptidases and dipeptidases, which are produced in the small intestine and work in the small intestine. Pepsin, trypsin, chymotrypsin, and carboxypeptidase are produced as inactive precursors and are activated after being secreted into the digestive tract. Proteolytic enzymes are also called proteases.

[Chie Furuhata]

Carbohydrate-degrading enzymes

High molecular weight carbohydrates are polysaccharides in which monosaccharides are linked together by glycosidic bonds, and carbohydrate-degrading enzymes hydrolyze the glycosidic bonds of these polysaccharides to produce monosaccharides as the final product. α-Amylase is present in the saliva and pancreatic juice of higher animals and breaks down starch and glycogen into oligosaccharides, which are then broken down into glucose by α-glycosidase and α-dextrinase in the small intestine. In addition, the small intestine also contains the disaccharide-degrading enzymes lactase, sucrase, and trehalase (an enzyme that breaks down trehalose).

[Chie Furuhata]

Lipid-degrading enzymes

Naturally occurring fats are a mixture of various triglycerides, and lipase is an enzyme that hydrolyzes them into glycerin and fatty acids. Lipase is produced in the pancreas and other organs, and works in the small intestine with the help of colipase (a protein factor that activates pancreatic lipase) and bile salts. Digestive enzymes are also used medicinally as digestive aids.

[Chie Furuhata]

Nuclease

Deoxyribonucleases hydrolyze DNA, which is a polymer of deoxyribonucleotides, and are broadly divided into endonucleases, which break down the phosphate diester bonds within the DNA chain, and exonucleases, which break down deoxyribonucleotides one by one from the end of the DNA chain. Ribonucleases hydrolyze RNA (ribonucleic acid), which is a polymer of ribonucleotides, and are broadly divided into endonucleases and exonucleases.

[Chie Furuhata]

"Pancreatitis Handbook" (1988), edited and published by the Japan Women's University of Nutrition Press. "Japanese People Lose Confidence in Eating: Questions about Calcium Requirements," by Shimada Akio (1994, Mebae-sha). "Knowledge of Pancreatic Steatorrhea for Clinicians: To Improve Nutritional Disorders and Malabsorption," by Nakamura Mitsuo, edited by Takeuchi Tadashi, edited by Kashima Kei (1998, Igaku Tosho-sha). "Understanding How the Body Works in 3 Days," by Tanoi Masao, edited by Hirose Teruo (2000, Diamond-sha). "Health Library: Pancreatic Diseases," by Kondo Takaharu (2001, Kodansha).

Source: Shogakukan Encyclopedia Nipponica About Encyclopedia Nipponica Information | Legend

Japanese:

消化に携わる酵素の総称。酵素作用は一般に加水分解で、多くの種類がある。大別すると、タンパク質をアミノ酸に分解する作用をもつタンパク分解酵素、炭水化物を単糖類に分解する作用をもつ炭水化物分解酵素、脂肪をグリセリン（グリセロール）と脂肪酸とに加水分解する作用をもつ脂質分解酵素および核酸をヌクレオチドに加水分解する作用をもつ核酸分解酵素などに分けられる。高等動物では、消化酵素の多くは膵臓(すいぞう)でつくられ、消化腺(せん)から消化管内に分泌される。下等動物では、原形質中に存在し、細胞内消化に携わる。なお酵素そのものもタンパク質からなっている。

［降旗千恵］

タンパク分解酵素

タンパク質はアミノ酸がペプチド結合によって重合されたペプチド鎖であるが、このペプチド結合のC‐N結合（炭素原子と窒素原子の間の結合）を加水分解するのがタンパク分解酵素である。これを酵素としての機能から分類すると、エンドペプチダーゼとエキソペプチダーゼに分かれる。エンドペプチダーゼは、ペプチド鎖の内部のペプチド結合を加水分解して小さなペプチドを生成する。これには胃でつくられて胃で働くペプシン、膵臓でつくられて小腸で働くトリプシン、キモトリプシンなどがある。エキソペプチダーゼは、ペプチド鎖の末端のペプチド結合のみを加水分解して末端のアミノ酸を遊離する。これには膵臓でつくられて小腸で働くカルボキシペプチダーゼ、小腸でつくられて小腸で働くアミノペプチダーゼ、ジペプチダーゼなどがある。ペプシン、トリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼは、不活性な前駆体としてつくられ、消化管内に分泌されてから活性化する。なお、タンパク分解酵素はプロテアーゼともよばれる。

［降旗千恵］

炭水化物分解酵素

高分子の炭水化物とは、単糖がグリコシド結合によってつながった多糖であるが、この多糖のグリコシド結合を加水分解して、最終生成物として単糖を生ずるのが炭水化物分解酵素である。α(アルファ)-アミラーゼは高等動物の唾液(だえき)、膵液に存在し、デンプンおよびグリコーゲンをオリゴ糖（少糖）に分解し、オリゴ糖は小腸のα-グリコシダーゼおよびα-デキストリナーゼによってグルコースに分解される。このほか、小腸には二糖類分解酵素であるラクターゼ、スクラーゼ、トレハラーゼ（トレハロースを分解する酵素）がある。

［降旗千恵］

脂質分解酵素

天然に存在する脂肪は多種のトリグリセリドの混合物であるが、これをグリセリンと脂肪酸とに加水分解するのが脂質分解酵素で、リパーゼがある。リパーゼは膵臓などでつくられ、小腸で、コリパーゼ（膵リパーゼの活性化を行うタンパク質性因子）と胆汁酸塩とに助けられて働く。なお、消化酵素は消化薬として医薬用に使われている。

［降旗千恵］

核酸分解酵素

デオキシリボヌクレオチドの重合したDNAを加水分解するのがデオキシリボヌクレアーゼで、DNA鎖内のリン酸ジエステル結合を分解するエンドヌクレアーゼと、DNA鎖の末端からデオキシリボヌクレオチドを一つずつ分解していくエキソヌクレアーゼとに大別される。リボヌクレオチドの重合したRNA（リボ核酸）を加水分解するのがリボヌクレアーゼで、同様にエンドヌクレアーゼとエキソヌクレアーゼとに大別される。

［降旗千恵］

『女子栄養大学出版部編・刊『膵炎ハンドブック』（1988）』▽『島田彰夫著『食べることに自信をなくした日本人――カルシウム所要量の疑問』（1994・芽ばえ社）』▽『竹内正監修、加嶋敬編、中村光男著『臨床医のための膵性脂肪便の知識――栄養障害・消化吸収不良改善のために』（1998・医学図書出版）』▽『広瀬輝夫監修、田野井正雄著『3日でわかるからだのしくみ』（2000・ダイヤモンド社）』▽『近藤孝晴著『健康ライブラリー　膵臓の病気』（2001・講談社）』