テトラヒドロビオプテリン研究の将来  [in Japanese] Perspectives on tetrahydrobiopterin research  [in Japanese]

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Abstract

テトラヒドロビオプテリン((6R)-L-erythrotetrahydrobiopterin, BH4)は生体内でGTPを基質として生合成される. 生合成酵素は, 律速段階であるGTPシクロヒドロラーゼI, 6-ピルボイルテトラヒドロプテリン合成酵素(6-pyruvoyl-tetrahydropterin synthase, PTPS), セピアプテリン還元酵素から成る. BH4生成の異常で生じる疾患には, 悪性高フェニルアラニン血症, ドパ反応性ジストニアがあるが, パーキンソン病, 精神分裂病などにおいてもBH4の代謝異常が原因あるいは増悪因子になっている可能性が示唆されている. 一方, BH4は血管保護因子としても注目され, その機能低下が動脈硬化症の発症に関与する. 最近, 著者らの研究室ではジーンターゲッティングの手法を用いてBH4生合成の第2段階を触媒するPTPS遺伝子を破壊したPTPSノックアウトマウスを作成した. これらモデルマウスを用いた研究がBH4の神経系, 循環系疾患の発症における役割やその治療法の開発に貢献すると考えられる. 著者らの研究室では, 原生動物であるテトラヒメナがBH4の異性体であるテトラヒドロモナプテリンを有しており, そのレベルは細胞周期に関係することを見いだした。BH4以外のプテリン誘導体がヒトの生理·病態にどのように関っているかも興味深い研究課題である.

Tetrahydrobiopterin ((6R)-L-erythro-tetrahydrobiopterin, BH4) is de novo synthesized from GTP. Enzymes involved in its synthesis are the rate limiting enzyme GTP cyclohydrolase I, 6-pyruvoyl tetrahydropterin synthase (PTPS) and sepiapterin reductase. Abnormalities in the metabolism of BH4 have been demonstrated in some diseases affecting the central nervous systems such as atypical phenylketonuria, hereditary progressive dystonia (Segawa’s disease). Furthermore, BH4 has been shown to be involved in vascular protection. It is suggested that the dysfunction of endothelial BH4 leads to atherosclerosis. Recently we established BH4-deficient mice by disrupting the PTPS gene to investigate the effects of BH4 depletion on the animals and the involvement of BH4 in regulating biological functions including neural systems. Investigation utilizing this model animal can contribute to the development of new therapeutic strategies toward various diseases involving neurological and vascular systems. Pterin derivatives other than biopterin may also be involved in the regulation of a variety of biological functions. We found that ciliated protozoan Tetrahymena pyriformis synthesizes tetrahydromonapterin, isomer of BH4, and its levels alter according to the progress of the cell cycle. How pterin derivatives are related to the human physiology and diseases is an interesting subject of investigation.

Journal

  • Folia Pharmacologica Japonica

    Folia Pharmacologica Japonica 118(6), 371-377, 2001-12-01

    The Japanese Pharmacological Society

References:  43

Cited by:  1

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    10008181412
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00198335
  • Text Lang
    JPN
  • Article Type
    Journal Article
  • ISSN
    00155691
  • NDL Article ID
    5995011
  • NDL Source Classification
    ZS51(科学技術--薬学)
  • NDL Call No.
    Z19-247
  • Data Source
    CJP  CJPref  NDL  J-STAGE 
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