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[[Image:Steroid structure.png|thumb|right|300px|'''図１ ステロイド核の構造''']] | [[Image:Steroid structure.png|thumb|right|300px|'''図１ ステロイド核の構造''']] | ||
==基本骨格== | ==基本骨格== | ||
ステロイド核とは、シクロペンタノペルヒドロフェナントレン核のことを指し、3つのイス型シクロヘキサン環と1つのシクロペンタン環がつながった構造を持つ<ref>'''G. P. Moss'''<br> Nomenclature of Steroids (Recommendations 1989)<br>''Pure & Appl. Chem.'':1989, 61(10);1783–1822</ref>。図1のように[[wikipedia:ja:構造式|構造式]]を書いた場合、それぞれの環を左下から順にA環、B環、C環、D環と呼ぶ。一部あるいはすべての炭素が水素化され、通常はC-10とC-13に[[wikipedia:ja:メチル基|メチル基]]を、また多くの場合C-17に[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]を有する。生体物質としてのステロイドはC-3位が[[wikipedia:ja:ヒドロキシル基|ヒドロキシル化]]ヒドロキシル化もしくは[[wikipedia:ja:カルボニル基|カルボニル化]]された[[wikipedia:ja:ステロール|ステロール]]類である。 | ステロイド核とは、シクロペンタノペルヒドロフェナントレン核のことを指し、3つのイス型シクロヘキサン環と1つのシクロペンタン環がつながった構造を持つ<ref>'''G. P. Moss'''<br> Nomenclature of Steroids (Recommendations 1989)<br>''Pure & Appl. Chem.'':1989, 61(10);1783–1822</ref>。図1のように[[wikipedia:ja:構造式|構造式]]を書いた場合、それぞれの環を左下から順にA環、B環、C環、D環と呼ぶ。一部あるいはすべての炭素が水素化され、通常はC-10とC-13に[[wikipedia:ja:メチル基|メチル基]]を、また多くの場合C-17に[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]を有する。生体物質としてのステロイドはC-3位が[[wikipedia:ja:ヒドロキシル基|ヒドロキシル化]]ヒドロキシル化もしくは[[wikipedia:ja:カルボニル基|カルボニル化]]された[[wikipedia:ja:ステロール|ステロール]]類である。 | ||
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=== 生合成 === | === 生合成 === | ||
全てのステロイドホルモンはコレステロールより合成される（図２）<ref name="takemori" />。炭素数27のコレステロールは、コレステロール側鎖切断酵素（P450 scc）の作用により、側鎖（炭素数6）が切断されてプレグネノロン（炭素数21）となる。この過程はすべてのステロイドホルモン分泌器官で共通したプロセスである。最終的に、副腎では炭素数は21の[[糖質コルチコイド]]と[[鉱質コルチコイド]]が、また精巣では炭素数がさらに2個減少した[[アンドロゲン]]（炭素数19）が、卵巣では炭素数が1個減少した[[エストロゲン]]（炭素数18）が生成される。 以下に挙げるものがステロイドホルモン合成酵素であり、これらのうち、3β-HSDと17β-HSD以外はシトクロムP450である。どの酵素も小胞体膜かミトコンドリア内膜のどちらかに局在する。 | 全てのステロイドホルモンはコレステロールより合成される（図２）<ref name="takemori" />。炭素数27のコレステロールは、コレステロール側鎖切断酵素（P450 scc）の作用により、側鎖（炭素数6）が切断されてプレグネノロン（炭素数21）となる。この過程はすべてのステロイドホルモン分泌器官で共通したプロセスである。最終的に、副腎では炭素数は21の[[糖質コルチコイド]]と[[鉱質コルチコイド]]が、また精巣では炭素数がさらに2個減少した[[アンドロゲン]]（炭素数19）が、卵巣では炭素数が1個減少した[[エストロゲン]]（炭素数18）が生成される。 以下に挙げるものがステロイドホルモン合成酵素であり、これらのうち、3β-HSDと17β-HSD以外はシトクロムP450である。どの酵素も小胞体膜かミトコンドリア内膜のどちらかに局在する。 | ||
[[Image:Cholesterol.png|thumb|right|300px|'''図３ コレステロールの構造''']] | |||
[[Image:Cholic and deoxycholic.png|thumb|right|300px|'''図４．コール酸とデオキシコール酸の構造''']] | |||
== コレステロール == | == コレステロール == | ||
コレステロールの分子式はC<sub>27</sub>H<sub>46</sub>Oで表わされ、ステロイド核の3位の炭素にヒドロキシル基がついたステロールを基礎骨格とし、17位の炭素はアルキル化されている。動物では、コレステールの一部は食事から摂取されるが、主に肝臓と小腸でアセチルCoAより合成され、血液を介して全身に運ばれ、ホルモンや胆汁酸、ビタミンDの原料となる。また、コレステロールは、[[リン脂質]]と共に代表的な[[wikipedia:ja: | コレステロールの分子式はC<sub>27</sub>H<sub>46</sub>Oで表わされ、ステロイド核の3位の炭素にヒドロキシル基がついたステロールを基礎骨格とし、17位の炭素はアルキル化されている。動物では、コレステールの一部は食事から摂取されるが、主に肝臓と小腸でアセチルCoAより合成され、血液を介して全身に運ばれ、ホルモンや胆汁酸、ビタミンDの原料となる。また、コレステロールは、[[リン脂質]]と共に代表的な[[wikipedia:ja:細胞膜|細胞膜]]の成分であり、コレステロールに富む膜領域は膜の流動性が低いことが知られる。細胞膜マイクロドメインとして知られる[[カベオラ]]や[[脂質ラフト]]は、コレステロールや[[スフィンゴミエリン]]に富んでおり、[[受容体]]タンパク質の集積や[[シグナル伝達]]が行われる場として研究が行われている。 | ||
== 胆汁酸 == | == 胆汁酸 == | ||
胆汁酸(bile acid）は、[[wikipedia:ja: | 胆汁酸(bile acid）は、[[wikipedia:ja:胆汁|ja:胆汁]]に含まれるステロイド誘導体の総称であり、ヒトでは[[コール酸]]や[[デオキシコール酸]]がその代表である。胆汁酸は、[[wikipedia:ja:肝臓|肝臓]]にて[[シトクロムP450]]の作用によるコレステロールの酸化により合成される。胆汁酸は通常、[[グリシン]]や[[wikipedia:ja:タウリン|ja:タウリン]]と結合して、グリココール酸(C26H43NO6)、やタウロコール酸(C26H45NO7S)等の抱合体として[[wikipedia:ja:胆嚢|胆嚢]]に蓄積され、[[wikipedia:ja:ビリルビン|ビリルビン]]と共に胆汁として[[wikipedia:ja:十二指腸|ja:十二指腸]]に排出される。胆汁酸の主な役割は、[[wikipedia:ja:脂質|脂質]]の[[wikipedia:ja:乳化|乳化]]を促進し、食物脂肪の吸収を助けることである。 | ||
== ビタミンＤ == | == ビタミンＤ == | ||
[[Image:Provitamin to vitamin.png|thumb|right|300px|''' | [[Image:Provitamin to vitamin.png|thumb|right|300px|'''図５ プロビタミンからビタミンDへの変換''']] | ||
ビタミンDは、ステロイド核のB環が9- | ビタミンDは、ステロイド核のB環が9-10位の間で開環した構造を持つ。ビタミンDは側鎖構造の違いから、D2（エルゴカルシフェロール）とD3（コレカルシフェロール）に分けられ、D2は植物に、D3は動物に多く含まれる。ビタミンＤは、コレステロールが代謝を受けてプロビタミンD3（7-デヒドロコレステロール）となった後、[[wikipedia:ja:皮膚|皮膚]]上で[[wikipedia:ja:紫外線|紫外線]]によりステロイド核のB環が開きプレビタミンD3（(6Z)-タカルシオール）となる（図4）。プレビタミンD3は更に、ビタミンD3（コレカルシフェロール）へと異性化する。ビタミンD自体は生理活性を持たないが、肝臓と腎臓にて3つのP450([[wikipedia:ja: CYP2R1|ビタミンD25-水酸化酵素]]、[[wikipedia:ja:カルシジオール-1-モノオキシゲナーゼ|ビタミンD1α－水酸化酵素]]、[[wikipedia:CYP24A1|ビタミンD24-水酸化酵素]])の働きにより活性型ビタミンD(1,25-ジヒドロキシコレカルシフェロール）へと変換され、[[wikipedia:ja:ビタミンD受容体|ビタミンD受容体]]を介して[[wikipedia:ja:核|核]]内の標的遺伝子の転写活性を制御することによって作用を発揮する<ref name="takemori">'''武森重樹'''<br>ステロイドホルモン<br>''共立出版'', 1998 </ref>。標的遺伝子の1つとして[[wikipedia:ja:カルシウム|カルシウム]]結合タンパク質である[[カルビンディン]]が挙げられる。ビタミンD受容体は[[wikipedia:ja:小腸|小腸]]、[[wikipedia:ja:腎臓|腎臓]]、[[wikipedia:ja:骨|骨]]組織に存在しておりカルシウム代謝と密接な関わりを持ち、腸管におけるカルシウムの吸収や[[wikipedia:ja:腎尿細管|腎尿細管]]におけるカルシウムの再吸収を促進する。活性型ビタミンDの不足は小児では[[wikipedia:ja:くる病|くる病]]、成人では[[wikipedia:ja:骨軟化症|骨軟化症]]となる。 | ||