Alternative TitleAnalysis of C-3 epimerization mechanism in vitamin D_3 to develop a new osteoporosis drug
Periodical title平成16(2004)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書概要 = 2004 Fiscal Year Final Research Report Summary
Note (General)金沢大学自然科学研究科
まず,誘導体化-LC/MSを基盤とする生体内ビタミンD製剤及び代謝物の高感度分析法を開発した.すなわち,ビタミンD化合物と定量的にDiels-Alder付加体を形成するCookson型試薬の中で,プロトン親和力の高いDMEQTADを正イオン検出APCI-MS用誘導体化試薬として導入し,1α-ヒドロキシビタミンD_3(アルファロール^<【○!R】>)のヒトにおける体内挙動を初めて明らかとした.さらに同様の手法を用いて生理的条件下の尿中ビタミンD_3代謝物の同定にも成功した.続いて電子親和性原子団を有する化合物が負イオンモードのAPCI-MSに高感度な応答を示すことに着目してニトロ基を有するCookson型試薬(NPTAD)をヒト血中25-ヒドロキシビタミンD_3測定に適用した.本アッセイは操作が簡便で市販のRIAへを凌駕する感度を有していた.さらに24,25-ジヒドロキシビタミンD_3[24,25(OH)_2D_3]用にボロン酸を反応活性基とする新規試薬も開発した.一方,3位異性化酵素及び機構について検討し,3α-及びβ-ヒドロキシステロイド脱水素酵素が24,25(OH)_2D_3の3位異性化を触媒することを見出した.また,これら酵素は3位異性体[3-epi-24,25(OH)_2D_3]も基質とすることも明らかとした.さらに反応混合物から3位にオキソ基を有する化合物も単離し,本異性化反応が脱水素と還元の2段階で進行することを強く示唆するデータを得た.最後にキンギョウロコ細胞を用いるin vitroアッセイにより種々のビタミンD_3化合物の骨代謝能を吟味したところ,3-epi-24,25(OH)_2D_3は10^<-8>Mレベルで骨芽細胞活性を上昇させ,24,25(OH)_2D_3や活性型D_3(1,25-ジヒドロキシビタミンD_3)とは異なる挙動が観察された.
First, highly sensitive LC/MS methods for analysis of vitamin D_3 drug and metabolites were developed. Cookson-type reagents, which quantitatively react with vitamin D_3 compounds to form the Diets-Alder adducts, were employed to enhance their detection responses in APCI-MS. Pharmacokinetic study of 1α-hydroxyvitamin D_3 in humans was carried out by the LC/MS method combined with derivatization with a proton-affinitive Cookson-type reagent, DMEQTAD. Using this method, urinary vitamin D_3 metabolites in human under physiological conditions were also detected and characterized. Next, an electron-affinitive Cookson-type reagent, NPTAD, was applied to the assay of 25-hydroxyvitamin D_3 in human plasma using LC/electron capture APCI-MS. This method was superior to the commercially available RIA in sensitivity and sample throughput. Furthermore, a new derivatization reagent having the boronic acid as the reacting group was developed for the assay of 24,25-dihydroxyvitamin D_3 [24,25(OH)_2D_3].Second, studies on the C-3 epimerization in 24,25(OH)_2D_3 were performed. In consequence, we found the 3-epimer[3-epi-24,25(OH)_2D_3] is formed from 24,25(OH)_2D_3 by the catalysis of 3α-and β-hydroxysteroid dehydrogenase (HSD) and the HSD-catalyzed epimerization is reversible. In addition, 3-oxo-form was also isolated from the reaction mixture, which strongly suggested that the formation of the 3-epimer by HSD involves a dehydrogenation and reduction processes.In third study, osteoclastic and osteoblastic activities of some vitamin D_3 compounds were examined using a culture system of the goldfish scale. It was observed that 3-epi-24,25(OH)_2D_3 activated osteoblastic cell at 10^<-8>M, which was different from the effects of 24,25(OH)_2D_3 and active vitamin D_3, 1,25-dihydroxyvitamin D_3, in bone metabolism.
研究課題/領域番号:14572030, 研究期間(年度):2002 – 2004
出典：「ビタミンD_3新規代謝経路の解明と骨粗鬆症薬開発への展開」研究成果報告書 課題番号14572030（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所））（https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-14572030/145720302004kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/)を加工して作成
Sourcehttps://kanazawa-u.repo.nii.ac.jp/?action=repository_action_common_download&item_id=56927&item_no=1&attribute_id=26&file_no=1
Related Materialhttps://nrid.nii.ac.jp/ja/search/?kw=90272963
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