研究課題
基盤研究(C)
大腸菌あるいは酵母内で発現させたヒト由来酵素を用いて、現在、治療薬として使用されているビタミンD誘導体および今後、骨粗鬆症や癌の治療薬として開発が期待されるビタミンD誘導体の代謝を調べ、ヒト体内における代謝を予測した。また、25位水酸化酵素CYP2R1、1α位水酸化酵素CYP27B1、24位水酸化酵素CYP24A1の構造と機能の関係を明らかにした。以下に主な内容を記す。(1)現在、副甲状腺機能亢進症の治療薬として活性型ビタミンD_3ヘキサフルオロ体はCYP24A1により23位が水酸化されたあと、UDP-グルクロン酸転移酵素UGT1A3によりグルクロンサン抱合を受けることがわかった。(2)現在、骨粗鬆症の治療薬として開発中のED-71(中外製薬)の立体異性体であるO2C3の代謝を調べた。その結果、O2C3は1α,25(OH)_2D_3に比べ、CYP24A1による代謝を受けにくいことがわかった。O2C3のビタミンDレセプターに対する結合能はED-71の30倍であることから、O2C3あるいはC3O1はED-71よりも優れた治療薬になる可能性が示唆された。(3)くる病との関連が報告されたヒトCYP2R1を酵母内で発現させ、その酵素学的性質を調べたところ、高い25位水酸化活性が見ら、CYP2R1の生理的重要性が明確になった。(4)種々のビタミンD誘導体、すなわちA環ジアステレオマー、2位メチル化体、ヘキサフルオロ体、20-epi体、2α-(3-ヒドロキシプロポキシ)体、19-ノルビタミンD誘導体の代謝を比較したところ、各種誘導体においてCYP24A1による代謝におけるk_<cat>/K_mと血中カルシウム濃度上昇作用の間に明らかな相関が見られた。(5)コンピューターモデリングおよび部位特異的変異導入によりマウスCYP27B1のSer408が基質結合に、Arg458がアドレノドキシンとの相互作用に重要な役割を果たしていること明らかにした。また、CYP24A1の反応性における種差を決定しているアミノ酸残基がN末端から416番目および500番目のアミノ酸残基であることを明らかにした。
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