甲状腺ホルモンとリガンドの結合におけるハロゲン原子の受容体結合力増強機構の解明

阐明卤素原子增强甲状腺激素与配体结合中受体结合力的机制

基本信息

批准号：
18J11638
负责人：
袈裟丸仁志
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

甲状腺ホルモン受容体(TRs)は、全身の細胞に発現し、トリヨードチロニン(T3)やチロキシン(T4)が結合することで活性化し、細胞の代謝を向上させる。TRの内在性リガンドであるT4は、分子中に4つのヨウ素原子を持つが、チロキシン類縁体のホルモン活性はヨウ素の位置や数に依存すること、ヨウ素を持たないチロニンはTRに対して活性を示さないことが報告されている。本研究の目的は、TRとT4をはじめとするTR結合性リガンドとの間の結合におけるハロゲン原子の寄与を解明し、チロニン誘導体の受容体結合機構の解明と定量的な化学物質の核内受容体結合性予測法の確立を目指すことである。本年度は、取り扱いに専用の施設が必要となる放射標識化合物を用いた試験に替わる蛍光標識化合物による試験系の確立と、それを用いたTR結合性リガンドの結合性評価を試みた。その結果、初めに、定量的な化学物質の受容体結合性を評価するのに用いる蛍光リガンドT4-C6-NBDの合成し、合成したリガンドを用いての結合試験系の確立、さらにハロゲン含有化合物の結合性評価を達成した。このことは、取扱に制限のある放射標識リガンドを用いることなく、一般の実験室においても簡便かつ高感度な結合競争試験を実施可能とするため、今後のTRsに関する研究を飛躍的に進展させることが期待される。さらに、確立した結合試験系を用いることで、臭素4置換BPA（TBBPA）やヨウ素4置換BPA（TIBPA）がTRに非常に強く結合することを明らかとした。このことは、TRsへのリガンドの結合には芳香環オルト位に対し臭素原子やヨウ素原子といった大きな置換基が必要であることを明らかとし、また、ヨウ素原子以外の置換によって結合性がさらに増強されるという化学物質リスクに関する有益な知見が得られたと考えられた。

甲状腺激素受体（TR）在整个体内的细胞中表达，当三碘甲醇（T3）和甲状腺素（T4）相互结合时，会激活，从而改善细胞代谢。 T4是TR的内源配体，在分子中具有四个碘原子，但据报道，甲状腺素类似物的激素活性取决于碘的位置和数量，而没有碘的甲烷氨酸也不显示针对TR的活性。这项研究的目的是阐明卤素原子在TR和TR结合配体（例如T4）之间的结合中的贡献，并阐明扁桃氨酸衍生物的受体结合机制，并建立一种预测化学物质核受体结合的定量方法。今年，我们试图使用荧光标记的化合物建立一个测试系统，该化合物使用辐射标记的化合物代替了需要专门处理设施进行处理的化合物，并评估使用它们的TR结合配体的结合特性。结果，首先合成了用于定量评估化学物质的受体结合特性的荧光配体T4-C6-NBD合成，并使用合成的配体建立结合测试系统，并评估了卤素含量化合物的结合特性。这使得可以在普通实验室中进行简单且高度敏感的结合竞争测试，而无需使用仅限于处理的放射性标记的配体，并有望大大将未来的研究推向TRS。此外，通过使用已建立的结合测试系统，揭示了Bromine-4取代的BPA（TBBPA）和碘-4-4-溶解的BPA（TIBPA）与TR非常强的结合。这表明需要大的取代基（例如溴原子和碘原子）将配体粘结到TRS与芳香环的位置需要，并且还提供了有关化学物质风险的有用知识，在该化学物质的风险中，除碘原子以外的其他替代品进一步增强了键合性。