ウレアーゼ

外観

白色～ほとんど白色, 結晶性粉末～粉末

定義

ウレアーゼ(EC 3.5.1.5)．尿素を加水分解してアンモニアと二酸化炭素とを生成する反応を触媒する酵素．CO(NH2)2 ＋ H2O → 2NH3 ＋ CO2細菌，藻類，高等植物に広く分布し，ナタマメの実から，1926年J.B. Sumner(サムナー)によって結晶化された．分子量4.9×105，分子量3×104 のサブユニットが会合して酵素分子を構成すると考えられている．基質特異性はきわめて高い．森北出版「化学辞典（第2版）

溶解性

りん酸緩衝液に溶ける。

発見

アメリカの生化学者J・B・サムナーは、1926年にナタマメjack beanからウレアーゼを抽出して結晶化に成功した。これは酵素の最初の結晶化で酵素の本体がタンパク質であることを明らかにしたことで有名である。細菌，糸状菌，高等植物，下等動物，哺乳(ほにゅう)類の胃粘膜・赤血球, 酵母、カビ、植物などに広く分布する。ナタマメの酵素が詳しく研究されている。

用途

血中尿素の定量用。

作用

統名はウレアアミドヒドロラーゼUrea amidohydrolase。分子量48万。精製法、保存条件などにより種々の会合体（2個以上の分子が共有結合以外の分子間相互作用によって結合したもの）が得られる。酵素活性を発現するためにはヒスチジン（アミノ酸の一種）、α(アルファ)-アミノ基（カルボキシ基HOOC-の隣のCについたアミノ基-NH2）、チオール基（-SH）が必要である。尿素に対する特異性が高いが、ヒドロキシ尿素、ジヒドロキシ尿素もわずかに分解する。最適pH（水素イオン濃度）は6.5（マレイン酸緩衝液）～7.5（トリス緩衝液）。Ag2+、Cu2+などのイオンで阻害される。

ウレアーゼは自然界の窒素循環の一環を担っている。尿素排泄(はいせつ)型動物（哺乳(ほにゅう)類その他）はタンパク質を摂取してその最終代謝産物として尿素を排出する。ある種の細菌は尿素からこの酵素によってアンモニアを生成する。高等植物、藻類など光合成生物や微生物はアンモニアからタンパク質、核酸などの有機窒素化合物を合成する。［徳久幸子］

化学的特性

powder

使用

Urease from Canavalia ensiformis may be used for urea determination of various samples, such as legumes. It may be useful for the detection of pathogens as well as heavy-metal ions.

一般的な説明

Subunit molecular weight: ~90,770
Composed of six subunits with total molecular weight: ~544,620

农业用途

Urease, an enzyme, converts urea into ammonium carbonate [(NH₄)₂CO₃] that releases ammonia. Thus, the enzyme activates the hydrolysis of urea. When the release occurs on or near the soil surface, ammonia is lost to the air; if it occurs near the seeds, they fail to germinate, or it proves to be toxic to the roots of young saplings. Crops can get affected by a high concentration of ammonia. Soybean, jack beans and a number of fungi are sources of urease. Its isoelectric point is pH 5.5.
Urease enzyme catalyzes the hydrolysis of urea which occurs readily in the soils. Large numbers of bacteria, fungi and actinomycetes in soils possess urease. A small group of bacteria, known as urea bacteria, have an exceptional ability to decompose urea. Activity increases in proportion with the size of the soil microbial population and the organic matter content. The presence of relatively fresh plant residues often results in abundant supplies of urease. The greatest activity of urease is reported to occur in the rhizosphere, where microbial activity is high and where it can be excreted from the plant roots.
Although warm temperature (up to 37°C) favors urease activity, the hydrolysis of urea occurs at significant rates at temperatures down to 2°C. The effects of soil moisture levels on urease activity are generally small in comparison to the influence of the pH and temperature. Free ammonia inhibits the enzymatic action of urease.