立体配座制御活性型ビタミンDアナログの合成、受容体結合性、および遺伝子発現調節

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08044256
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 山田 幸子 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 教授 (10014078)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): DELUCA Hecto ウイスコンシン大学, 生化学, 教授 ; 山本 恵子 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助手 (90147017) ; 清水 正人 東京医科歯科大学, 医用器材研究所, 助教授 (50126231)
• Keywords: ビタミンD / 受容体 / アナログ / 配座解析 / 合成 / 生理活性 / 配座制御 / 1,25-ジヒドロキシビタミンD_3

Research Abstract

活性型ビタミンDおよびその20-エピアナログを用いて、ビタミンDの側鎖を分子力学法を用いてコンフォメーション解析した。その結果ビタミンDの側鎖の到達可能領域が、A、G、EA、EGの4つに分類できることを明らかにした。次に、側鎖の動きがこれら4つの領域のいずれか1つに制御されるアナログを同様に分子力学解析に基づいて設計した。22-メチル-1,25-ジヒドロキシビタミンD3の20および22位の4種のジアステレオマ-、(20R,22R)-22-methyl-1,25-(OH)2D3(1),(20R,22S)-22-methyl-1,25-(OH)2D3(2),(20S,22R)-22-methyl-1,25-(OH)2D3(3),(20S,22S)-22-methyl-1,25-(OH)2D3(4),である。我々はこれら4種の立体配座制御アナログを、ステロイド側鎖エノン体へのアルキル銅試薬の面選択的共役付加反応を鍵段階として立体選択的に合成することに成功した。これら4種のアナログのビタミンD受容体(VDR)親和性がアメリカのDeLucaのグループによって検討された。化合物1、2、3および4のブタ小腸受容体への結合性は活性型d3の活性を1とすると、各々、1/60、1/3、20、1/100であった。以上の結果から、ビタミンDが受容体に結合する際、側鎖が空間的にしめる領域が示された。すなわちAおよびEA領域が重要であることが明らかになった。特筆すべきは、20S、22R体(3)が天然の1,25-ジヒドロキシビタミンD3の約20倍の受容体結合活性を示したことである。その他の生理活性も検討した。その結果、受容体結合性が天然活性型D2の20倍高い、20S、22R体(3)は、前骨髄性白血病細胞分化誘導能も200倍と高かく、in vivoのカルシウム代謝調節作用も倍近かった。メチル基の他、エチル、ブチル置換アナログについても同様に合成と生理活性を検討した。

Research Products

• [Publications] Keiko Yamamoto: "Conformationally Restricted Analogs of 1α,25-Dihydroxyvitamin D3 and Its 20-Epimer. Compounds for Study of the Three-Dimensional Structure of Vitamin D Responsible for Binding the Receptor" Journal of Medicinal Chemistry. 39. 2727-2737 (1996)
• [Publications] Yukilo Iwasaki: "Regioselective Synthesis of 19-Fluorovitamin D via Fluorination of Vitamin D-Sulfur Dioxide Adducts" Tetrahedron Lett.37. 6753-6754 (1996)
• [Publications] Beckman,M.J.: "Human 25-Hydroxyvitamin D3-24-Hydroxylase,a Multitalytic Enzyme" Biochemistry. 35. 8465-8472 (1996)
• [Publications] 山田幸子: "ビタミンD代謝産物およびアナログの有機合成と臨床応用" ビタミン. 70. 43-55 (1996)
• [Publications] Yoichi Miyamoto: "1α,25-Dihydroxyvitamin D_<3->24-Hydroxylase Hydroxylates the Carbon at the End of the Side Chain of the C-24-Fluorinated Analog of 1α,25-Dihydroxyvitamin D_3" J.Biol.Chem.,in press. (1997)
• [Publications] Xinxiang Wang: "Multiple Fluorometric Assay of Three Major Vitamin D_3 Metabolites,25-Hydroxyvitamin D_3,24,25-Dihydroxyvitamin D_3 and 1,25-Dihydroxyvitamin D_3" Analytical Sciences. (in press). (1997)
• [Publications] Akiko Shimoyamada: "In vivo metabolism of 24R,25-dihydroxyvitamin D3 : structure of its major bile metabolite" Biochem.Biophys.Acta. (in press). (1997)
• [Publications] Masato Shimizu: "Fluorimetric Asaay of 1α,25-Dihydroxyvitamin D_3 in Human Plasma" J.Chromatography. (in press). (1997)