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== 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:アルキル基|アルキル基]]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。 | 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:アルキル基|アルキル基]]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。 | ||
[[Image:Steroid synthesis.png|thumb|right|500px|'''図５ ステロイドホルモンの構造と生合成経路'''<br> | |||
P450 scc:コレステロール側鎖切断酵素（cholesterole side chain cleavage）<br> | |||
3β-HSD:3β-ヒドキシステロイド脱水素酵素・異性化酵素 (3β-hydroxysteroid dehydrogenase)<br> | |||
P450c17:17α－水酸化・開裂酵素 (17 α-hydoroxylase/17, 20 lyase) <br> | |||
P450c21:21‐水酸化酵素 (C21-hydroxylase) <br> | |||
P450c11:11β-水酸化酵素 (11β-hydroxylase) <br> | |||
[[Image: | P450c18:アルドステロン合成酵素または18-水酸化酵素 (18-hydroxylase) <br> | ||
P450arom:アロマターゼ (aromatase) <br> | |||
17β-HSD: 17β-ヒドキシステロイド脱水素酵素 ]] | |||
== ステロイドホルモン == | == ステロイドホルモン == | ||
ステロイド核をもつホルモンをステロイドホルモンと呼ぶ。[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]副腎、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]精巣、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]卵巣等の[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]内分泌器官より分泌される。また、脳で合成されるステロイドはニューロステロイドと呼ばれる。ステロイドホルモンの特徴は、脂溶性かつ分子量が低いために[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]細胞膜や[[脳血液関門]]を容易に通過できること、また細胞質に存在する[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]ステロイドホルモン受容体に結合し、核内にて標的遺伝子の[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]転写活性を調節することである。近年、このような核受容体による遺伝子発現を介したステロイドホルモンのゲノミック作用に加え、膜受容体を介した遺伝子発現を伴わないノンゲノミック作用が注目されている<ref><pubmed>21357682</pubmed></ref>。 | ステロイド核をもつホルモンをステロイドホルモンと呼ぶ。[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]副腎、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]精巣、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]卵巣等の[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]内分泌器官より分泌される。また、脳で合成されるステロイドはニューロステロイドと呼ばれる。ステロイドホルモンの特徴は、脂溶性かつ分子量が低いために[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]細胞膜や[[脳血液関門]]を容易に通過できること、また細胞質に存在する[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]ステロイドホルモン受容体に結合し、核内にて標的遺伝子の[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]転写活性を調節することである。近年、このような核受容体による遺伝子発現を介したステロイドホルモンのゲノミック作用に加え、膜受容体を介した遺伝子発現を伴わないノンゲノミック作用が注目されている<ref><pubmed>21357682</pubmed></ref>。 | ||
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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5）<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5）<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。 | ||
== 胆汁酸 == | |||
胆汁酸(bile acid）は、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]胆嚢に蓄積され、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]ビリルビンと共に胆汁として[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]十二指腸に排出される。胆汁酸の主な役割は、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]脂質の[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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 == | |||
[[Image:Provitamin to vitamin.png|thumb|right|300px|'''図４ 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9-10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、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]D2（エルゴカルシフェロール）と[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]皮膚上で[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]ビタミンD25-水酸化酵素、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]ビタミンD1α－水酸化酵素、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:アルキル基|アルキル基]]ビタミンD受容体を介して[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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">[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]カルシウム結合タンパク質である[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]カルビンディンが挙げられる。ビタミンD受容体は[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]小腸、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]腎臓、[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]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:アルキル基|アルキル基]]くる病、成人では[[wikipedia:ja:アルキル基|アルキル基]]骨軟化症となる。 | |||