欧州研究機構のアドバンスグラントで行われるNIPTの臨床試験に日本から共同参加する栄誉を頂きました。 ミネルバクリニックでは、世界中の国際認証を受けた遺伝子検査機関を厳選して業界オンリーワンの検査体制を整えています。

抱合 conjugation

抱合 conjugationとは?

生体においては、いろんな化学物質を無毒化して排出しています。そのために必要なのがこの抱合といわれる化学反応になります。
抱合とは、外来性の化学物質(異物)や生体内で合成された化学物質の官能基に生体成分を結合させる反応をいいます。官能基については次の項目をご覧ください。
多くの場合、抱合反応を受けることにより尿中や胆汁中に排泄されるようになりますが、抱合により活性化されてしまい毒性を発揮する場合も一部あります。
生体内の主な抱合反応としては、グルクロン酸抱合(もっとも有名です)、グルタチオン抱合、硫酸抱合、アミノ酸抱合、メチル抱合、アセチル抱合、チオシアン合成があります。

官能基とは

官能基とは、有機化合物の中にある特定の構造(基)で、その化合物の特徴的な反応性を決定している原子(団)をいい、同じ官能基を持つ化合物は一般的に類似する性質を持ちます。有機化合物の名称も、官能基をもとに分類して命名されています。
代表的な官能基としては以下のようなものがあります。

  • アルコール(R-OH)
  • ケトン(R1-CO-R2)
  • カルボン酸(R-COOH)
  • アミン(アンモニアNH3の水素原子をR基で置き換えたもの)
  • エーテル(R-O-R’)

肝臓における薬物代謝

グルクロン酸抱合
上の図はヒト肝臓における薬物代謝の概要を表したものです。

肝細胞に取り込まれる経路

1.単純拡散:脂溶性薬物が該当。
2.OATP-C(organic anion transporting polypeptide-C):アニオン性薬物、つまりマイナスに帯電した薬物の総称で、カルボン酸基(R-COOH)などの置換基を持つものが多いです:

肝細胞における抱合反応

第1相反応:脂溶性薬物はCYP(CYP: cytochrome P450)で酸化され、水酸基などの官能基を持つようになります。第1相反応を受けずに直接グルクロン酸抱合を受ける場合もあります。
第2相反応:水酸基などの官能基にグルクロン酸、硫酸、グルタチオンなどの抱合が行われ、水溶性となります。

抱合後の排泄経路

1.MRP2(multidrug resistance protein 2)により胆汁中に排泄。
2.MRP3(multidrug resistance protein 3)などのトランスポーターにより類洞側に戻る。
3.硫酸抱合体は未知の経路で胆汁中に排泄。
OATP-C: organic anion transporting polypeptide-C, UGT: UDP-glucuronosyltransferase (glycosyltransferase), GST: glutathione S-transferase, UDPGA:uridine diphospho-glucuronic acid, GSH: reduced glutathione

グルクロン酸抱合

グルクロン酸化は、薬物、毒物、ビリルビン、アンドロゲン、エストロゲン、ミネラルコルチコイド、グルココルチコイド、脂肪酸誘導体、レチノイド、胆汁酸などの物質の薬物代謝に関与することが多く、肝臓で行われます。

グルタチオン抱合

グルタチオンはグリシン、システイン、グルタミン酸からなるトリペプチドで、有機物質をグルタチオンと結合させてグルタチオン抱合をします。エポキシド、ハロゲン、ニトロ基などの電子吸引基を持つものが基質となります。グルタチオン抱合体からはグルタミン酸とグリシンがとれ、システイン抱合体となります。システイン抱合体さらにアセチル化を受けて、メルカプツール酸となり、尿中に排泄されます。

硫酸抱合

スルホトランスフェラーゼがPAPS(活性硫酸)を補酵素として利用して抱合を行います。基質となるのは水酸基(ヒドロキシ基ともいいます)とアミノ基です。
R-OH → R-OSO3    R-NH2 → R-NHSO3

アセチル抱合

アセチル抱合の基質はアミノ基、水酸基です。細胞質で行われ、アセチルCoAトランスフェラーゼ(転移酵素)により行われます。イソニアジドのN-アセチル化など、遺伝的多型があることで有名です。

アミノ酸抱合

ミトコンドリアで行われます。基質はカルボキシ基、カルボキシ基がアシルCoAと結合して活性化した後にアミノ酸(グリシンとグルタミン)抱合を受けます。

メチル抱合

S-アデノシルメチオニンにより行われます。
 

この記事の著者:仲田洋美医師
医籍登録番号 第371210号
日本内科学会 総合内科専門医 第7900号
日本臨床腫瘍学会 がん薬物療法専門医 第1000001号
臨床遺伝専門医制度委員会認定 臨床遺伝専門医 第755号

 

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