シトクロムP450と芳香族炭化水素受容体

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シトクロムP450と芳香族炭化水素受容体の違い

シトクロムP450 vs. 芳香族炭化水素受容体

トクロムP450（）は特定の酸化還元酵素ファミリーに属する酵素の総称である。単にP450あるいはCYP（シップ）と呼ばれることがある。様々な基質を酸化し、多くの役割を果たす。肝臓において解毒を行う酵素として知られているとともに、ステロイドホルモンの生合成、脂肪酸の代謝や植物の二次代謝など、生物の正常活動に必要な様々な反応に関与している。NADPHなどの電子供与体と酸素を用いて基質を酸化することも共通である。シトクロムP450は細胞内の小胞体に多く、一部はミトコンドリアに存在する。動物では肝臓に多く、特によく研究されている。 ゲノムプロジェクトによって一部の細菌を除く大部分の生物（大腸菌には見つかっていない）にその遺伝子があることが明らかにされた。例えばヒトには57個の遺伝子がある。また、植物のシトクロムP450は基質特異性が高く、多くの種類が存在するとされている、例えばイネにおいては候補遺伝子が400以上も発見されている。しかし、機能がわかっているものは少ない。. 芳香族炭化水素受容体（ほうこうぞくたんかすいそじゅようたい、英:Aryl Hydrocarbon Receptor、AhR）とはbHLH-PAS(Basic Helix-Loop-Helix－Per-Arnt-Sim)ファミリーに属する転写因子である。AhRは同ファミリーの中でも発見が最も古い分子であり、ほとんどの細胞･組織に発現が見られる。リガンドの結合により種々の遺伝子の転写活性化を引き起こすが、これまで長らくAhRの内因性リガンドは発見されていなかった。現在ではインディゴ（Indigo）やインディルビン（Indirubin）という化合物がAhRに結合して尿中に排泄されること、ジオスミン(Diosmin)などの食餌性分子がAhRに対して結合能を有することがそれぞれ報告されている。.

代謝

代謝（たいしゃ、metabolism）とは、生命の維持のために有機体が行う、外界から取り入れた無機物や有機化合物を素材として行う一連の合成や化学反応のことであり、新陳代謝の略称である生化学辞典第2版、p.776-777 【代謝】。これらの経路によって有機体はその成長と生殖を可能にし、その体系を維持している。代謝は大きく異化 (catabolism) と同化 (anabolism) の2つに区分される。異化は物質を分解することによってエネルギーを得る過程であり、例えば細胞呼吸がある。同化はエネルギーを使って物質を合成する過程であり、例えばタンパク質・核酸・多糖・脂質の合成がある。 代謝の化学反応は代謝経路によって体系づけられ、1つの化学物質は他の化学物質から酵素によって変換される。酵素は触媒として、熱力学的に不利な反応を有利に進めるため極めて重要な存在である。また、酵素は、細胞の環境もしくは他の細胞からの信号（シグナル伝達）の変化に反応することにより代謝経路の調節も行う。 有機体の代謝はその物質の栄養価の高さがどれだけか、また、毒性の高さがどれだけかを決定する。例えば、いくつかの原核生物は硫化水素を使って栄養を得ているが、この気体は動物にとっては毒であることが知られている。また、代謝速度はその有機体がどれだけの食物を必要としているかに影響を与える。.

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ポリ塩化ビフェニル

ポリ塩化ビフェニル（ポリえんかビフェニル、polychlorinated biphenyl）またはポリクロロビフェニル (polychlorobiphenyl) は、ビフェニルの水素原子が塩素原子で置換された化合物の総称で、一般式 C12H(10－n)Cln (1≦n≦10) で表される。置換塩素の数によりモノクロロビフェニルからデカクロロビフェニルまでの10種類の化学式があり、置換塩素の位置によって、計209種の異性体が存在する。 略してPCB（ピーシービー）とも呼ばれる。なお、英語ではプリント基板 (printed circuit board) との混同を避け「PCBs」と呼ばれる事もある。 熱に対して安定で、電気絶縁性が高く、耐薬品性に優れている。加熱や冷却用熱媒体、変圧器やコンデンサといった電気機器の絶縁油、可塑剤、塗料、ノンカーボン紙の溶剤など、非常に幅広い分野に用いられた。 一方、生体に対する毒性が高く、脂肪組織に蓄積しやすい。発癌性があり、また皮膚障害、内臓障害、ホルモン異常を引き起こすことが分かっている。.

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リガンド

リガンド（ligand; ライガンド）とは、特定の受容体（receptor; レセプター）に特異的に結合する物質のことである。 リガンドが対象物質と結合する部位は決まっており、選択的または特異的に高い親和性を発揮する。例えば、酵素タンパク質とその基質、ホルモンや神経伝達物質などのシグナル物質とその受容体などが顕著な例である。リガンドの代わりにはたらく薬物がアゴニスト、リガンドのはたらきを弱める薬物はアンタゴニストである。 特にタンパク質と特異的に結合するリガンドは、微量であっても生体に対して非常に大きな影響を与える。 そのため薬学や分子生物学の分野では重要な研究対象になっている。.

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プロモーター

プロモーター（Promoter）とは転写（DNA からRNA を合成する段階）の開始に関与する遺伝子の上流領域を指す。プロモーターに基本転写因子が結合して転写が始まる。.

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ベンゾピレン

ベンゾピレン（Benzopyrene）は、5つのベンゼン環が結合した多環芳香族炭化水素（PAHｓ）で、化学式C20H12で表される。常温では淡黄色の板状または針状晶環境省環境保健部環境リスク評価室 閲覧2012-11-24で、発癌性、変異原性、催奇形性が報告されており、国際がん研究機関（IARC）ではIARC発がん性リスク一覧でグループ1（ヒトに対する発癌性が認められる）に分類している。 ベンゾピレン、3,4-ベンゾピレン、ベンツピレンなどの慣用名で呼ばれ、BPと略して表示されるアメリカ合衆国環境保護庁 閲覧2012-11-24。なお異性体であるベンゾピレンについても本頁で記述する。.

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薬物代謝

薬物代謝（やくぶつたいしゃ）とは動植物における代謝の様式のひとつ。薬、毒物などの生体外物質（ゼノバイオティクス (Xenobiotics)、異物ともいう）を分解あるいは排出するための代謝反応の総称である。これらを行う酵素を総称して薬物代謝酵素という。全体的には対象物質の親水性を高め分解・排出しやすくする傾向がある。全般的に、生体に対する害を軽減する意味があると考えられるので解毒代謝ともいうが、結果的にはかえって毒性が増すこともある。また生体外物質のみでなく、生体内由来の不要となった物質（ステロイドホルモン、甲状腺ホルモン、胆汁酸、ビリルビンなど）も対象となる。 薬物代謝という名の通り、特に医薬品の代謝に重要であり、薬の効き目や副作用の個人差、複数の薬の間の相互作用などに大きく関わる。また薬物代謝に関与する酵素には薬物などの投与により発現誘導されるものが多く、生体の有害物質に対する防御の手段として重要である。薬物代謝に関与する代謝経路は、環境科学において重要と見られている。ある汚染物質が環境においてバイオレメディエーションにより分解されるか、残留性有機汚染物質となるかは、微生物の異物代謝により決定されるからである。異物を代謝する酵素群、特にグルタチオン-S-トランスフェラーゼ類は、殺虫剤や除草剤への耐性を与えるので、農業の分野で重要である。 薬物代謝は第1相から第3相に分類される。第1相では、シトクロムP450などの酵素が、生体外物質に反応性官能基や極性基を導入する。第2相では、変換された化合物が、グルタチオン-S-トランスフェラーゼのような転移酵素によって触媒され、極性化合物と結合する。第3相では、極性化合物との結合体が更に変換を受け、排出トランスポーターにより認識されて細胞から吐き出される。.

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酵素

核酸塩基代謝に関与するプリンヌクレオシドフォスフォリラーゼの構造（リボン図）研究者は基質特異性を考察するときに酵素構造を抽象化したリボン図を利用する。 酵素（こうそ、enzyme）とは、生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子である。酵素によって触媒される反応を“酵素的”反応という。このことについて酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域が、酵素学 （こうそがく、enzymology）である。.

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