ビタミンDの遺伝子応答配列と作用分離に関する有機化学的研究

• 研究課題/領域番号: 14571997
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 化学系薬学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 山本 恵子 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助手 (90147017)
• 研究分担者: 山田 幸子 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (10014078)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2003
• 研究課題ステータス: 完了 (2003年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2003年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2002年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: ビタミンD / ビタミンD受容体 / 1点変異体 / ビタミンDアナログ / 遺伝子転写活性 / VDRE / オステオポンチン / VDR

研究概要

ビタミンD受容体とリガンドの相互作用を新しい方法論(この方法を2次元アラニンスキャニング変異解析と名づけた)で検討した.すなわちポケットを構成している全アミノ酸残基(33個)を順番にアラニンに変異させた1点変異体を作製し,それらの標的遺伝子転写活性化能を,マウスオステオポンチンのビタミンD応答配列をプロモーターとするルシフェラーゼレポーター遺伝子と12種のリガンドを用いて網羅的に解析した.リガンドには天然のホルモンである1,25-ジヒドロキシビタミンD3,私達の合成した最強のビタミンD受容体結合活性を持つ20-エピ-22R-メチル-1,25-ジヒドロキシビタミンD3並びに作用分離を示すなどの特徴的な作用を持つ種々のアナログ(22-オキサ-1,25-ジヒドロキシビタミンD3,20-エピ-1,25-ジヒドロキシビタミンD3,20-エピ-22-オキサ-24,26,27-トリホモ-1,25-ジヒドロキシビタミンD3)を用いた.その結果を縦軸に変異VDR,横軸にリガンドを配した2次元パッチテーブルに要約した.この2次元テーブルから,1)ビタミンD骨格を持つリガシドは、類似した転写活性パターンを示す.2)D骨格リガンドには、共通の10個のアミノ酸残基(Y143,D144,L233,I271,R274,W286,Y295,H397,Y401,F422)が必須である.3)類似構造のリガンド群ごとに特徴的パターンを識別できる.4)活性の低いリガンドでは必須なアミノ酸残基の数が増える.5)ビタミンDスーパーアゴニスト類ではwild typeより活性増強を示す変異体が増える.6)LCAのようなビタミンD骨格を持たないリガンドは全く異なるパターンを示すことが明らかとなった.今後,上述の結果に基づいた分子間相互作用の化学的解析を行い,作用分離との関係を明らかにしたいと考えている.

研究成果

• [文献書誌] Mihwa Choi: "Interaction between Vitamin D Receptor and Vitamin D Ligands : Two-Dimensional Alanine Scanning Mutational Analysis."Chem.Biol.. 10. 261-270 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Structure-Function Relationships of Vitamin D including Ligand Recognition by the Vitamin D Receptor., (2003)."Med.Res.Rev.. 23. 89-115 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Lieve Verilinden: "Previtamin D_3 with a trans-fused decalin CD-ring has pronounced genomic activity."J.Biol.Chem. 278. 35476-35482 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ryutaro Adachi: "Structural Determinants for Vitamin D Receptor Response to Endocrine and Xenobiotic Signals."Mol.Endocrinol. 18. 43-52 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Masato Shimizu: "Two-dimensional alanine scanning mutational analysis of the interaction between the vitamin D receptor and its ligands : Studies of A-ring modified 19-norvitamin D analogs."J.Steroid Biochem.Mol.Biol.. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Keiko Yamamoto: "Homology modeling of human 25-hydroxyvitain D3 1α-hydorxylase (CYP27B1) based on the crystal structure of rabbit CYP2C5."J.Steroid Biochem.Mol.Biol.. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Vitamin D Receptor. In : Hochberg Z, editor.Endocr.Dev.:Vitamin D and Rickets."KARGER : Basel. 50-68 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Mihwa Choi: "Interaction between Vitamin D Receptor and Vitamin D Ligands Two-Dimensional Alanine Scanning Mutational Analysis"Chem. Biol.. 10. 261-270 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Structure-Function Relationships of Vitamin D including Ligand Recognition by th4 Vitamin D Receptor."Med. Res. Rev.. 23. 89-115 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Lieve Verlinden: "Previtamin D3 with a trans-fused decalin CD-ring has pronounced genomic activity."J. Biol. Chem.. 278. 35476-35482 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ryutaro Adachi: "Structural Determinants for Vitamin D Receptor Response to Endocrine and Xenobiotic Signals."Mol. Endocrinol.. 18. 43-52 (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Masato Shimizu: "Two-dimensional alanine scanning mutational analysis of the interaction between the vitamin D receptor and its ligands Studies of A-ring modified 19-norvitamin D analogs."J. Steroid Biochem. Mol. Biol.. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Keiko Yamamoto: "Homology modeling of human 25 -hydroxyvitamin D3 la-hydroxylase (CYP27B 1) based on the crystal structure of rabbit CYP2C5."J. Steroid Biochem. Mol. Biol.. (in press). (2004)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Vitamin D Receptor."(Hochberg Z, editor). Endocr. Dev.: Vitamin D and Rickets KARGER:Basel. 6. 50-68 (2003)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Lieve Verlinden: "Previtamin D_3 with a trans-fused decalin CD-ring has pronounced genomic activity."J.Biol.Chem. 278. 35476-35482 (2003)
• [文献書誌] Ryutaro Adachi: "Structural Determinants for Vitamin D Receptor Response to Endocrine and Xenobiotic Signals."Mol.Endocrinol. 18. 43-52 (2004)
• [文献書誌] Masato shimizu: "Two-dimensional alanine scanning mutational analysis of the interaction between the vitamin D receptor and its ligands : Studies of A-ring modified 19-norvitamin D analogs."J.Steroid Biochem.Mol.Biol.. in press. (2004)
• [文献書誌] Keiko Yamamoto: "Homology modeling of human 25-hydroxyvitamin D3 1α-hydroxylase (CYP27B1) based on the crystal structure of rabbit CYP2C5."J.Steroid Biochem.Mol.Biol.. (in press). (2004)
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Vitamin D Receptor. In : Hochberg Z, editor.Endocr.Dev. : Vitamin D and Rickets"KARGER : Basel. 19 (2003)
• [文献書誌] Hiroyuki Masuno: "Rational Design, Synthesis and Biological Activity of Novel Conformationally Restricted Vitamin D Analogs, (22R and 22S)-22-Ethyl-1, 25-dihydroxy-23, 24-didehydro-24a, 24b-dihomo-20-epivitamin D_3"Journal of Medicinal Chemistry. 45. 1825-1834 (2002)
• [文献書誌] Sachiko Yamada: "Structure-Function Relationships of Vitamin D including Ligand Recognition by the Vitamin D Receptor"Medicinal Research Review. 23. 89-115 (2003)
• [文献書誌] Mihwa Choi: "Interaction between Vitamin D Receptor and Vitamin D Ligands : Two-Dimensional Alanine Scanning Mutational Analysis"Chemistry & Biology. (in press). (2003)