エルゴステロール

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Ergosterol/ja

エルゴステロール(ergosta-5,7,22-trien-3β-ol)は、菌類原生動物細胞膜に存在するマイコステロールの一種で、コレステロール動物細胞で果たすのと同じ機能の多くを果たす。多くの菌類や原生動物はエルゴステロールなしでは生存できないため、エルゴステロールを合成する酵素創薬の重要な標的となっている。ヒトの栄養学において、エルゴステロールはビタミンD2プロビタミン形態であり、紫外線(UV)にさらされると化学反応を起こしてビタミンD2を生成する。

Ergosterol/ja
エルゴステロールのボール&スティックモデル
Names
IUPAC name
(22E)-Ergosta-5,7,22-trien-3β-ol
Systematic IUPAC name
(1R,3aR,7S,9aR,9bS,11aR)-1-[(2R,3E,5R)-5,6-Dimethylhept-3-en-2-yl]-7-hydroxy-9a,11a-dimethyl-2,3,3a,6,7,8,9,9a,9b,10,11,11a-dodecahydro-1H-cyclopenta[a]phenanthren-7-ol
Identifiers
3D model (JSmol)
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
EC Number
  • 200-352-7
MeSH Ergosterol
UNII
Properties
C28H44O
Molar mass 396.65 g/mol
Melting point 160 °C (320 °F; 433 K)
Boiling point 250 °C (482 °F; 523 K)
-279.6·10−6 cm3/mol

Role in fungi

Ergosterol (ergosta-5,7,22-trien-3β-ol) is a sterol found in fungi, and named after ergot, the common name of members of the fungal genus Claviceps from which ergosterol was first isolated. Ergosterol is a component of yeast and other fungal cell membranes, serving many of the same functions that cholesterol serves in animal cells. Its specificity in higher fungi is thought to be related to the climatic instabilities (highly varying humidity and moisture conditions) encountered by these organisms in their typical ecological niches (plant and animal surfaces, soil). Thus, despite the added energy requirements of ergosterol synthesis (if compared to cholesterol), ergosterol is thought to have evolved as a nearly ubiquitous, evolutionarily advantageous fungal alternative to cholesterol. This advantage could be linked to the presence of two conjugated double bonds in the structure (B-ring) of ergosterol giving it antioxidant properties.

Target for antifungal drugs

エルゴステロールは真菌の細胞膜には存在するが、動物の細胞膜には存在しないため、抗真菌薬物の標的として有用である。エルゴステロールはトリパノソーマなどの原生動物の細胞膜にも存在する。これは西アフリカの眠り病に対するいくつかの抗真菌薬の使用の根拠となっている。

抗真菌薬であるアムホテリシンBは、エルゴステロールを標的とする。膜内のエルゴステロールに物理的に結合し、真菌膜に極性の孔を作る。これによってイオン(主にカリウム水素)や他の分子が漏れ出し、細胞を死滅させる。アムホテリシンBは、ほとんどの状況でより安全な薬剤に取って代わられたが、生命を脅かす真菌や原虫感染には、副作用があるにもかかわらず依然として使用されている。

フルコナゾールミコナゾールイトラコナゾールクロトリマゾールミクロブタニルは、14α-デメチラーゼを阻害することによって、ラノステロールからエルゴステロールの合成を阻害するという異なる方法で作用する。エルゴステロールはラノステロールよりも小さな分子であり、炭素長15個のテルペノイドであるピロリン酸ファルネシル2分子を炭素長30個のラノステロールに結合させることで合成される。その後、2つのメチル基が取り除かれ、エルゴステロールとなる。アゾール系抗真菌剤は、ラノステロールとエルゴステロールの間の生合成経路において、これらの脱メチル化工程を行う酵素を酵素阻害剤として阻害する。

抗原虫薬の標的

トリコモナスリーシュマニアを含むいくつかの原虫は、エルゴステロールの合成と機能を標的とする薬物によって阻害される。

ビタミンD2前駆体として

エルゴステロールはビタミンD2生物学的前駆体であり、その化学名はエルゴカルシフェロールである。ホワイトボタン・マッシュルームを30 cmの距離から0.403 mW/cm2の強度でUV-C照射すると、ビタミンD2濃度が時間依存的に増加した。

これはある程度自然に起こることであり、多くのキノコはビタミンD含有量を増やすために収穫後に放射線を照射される。また、エルゴステロールを抽出してビタミンDに変換し、栄養補助食品食品添加物として販売するために、キノコは工業的に栽培されている。

プレビタミンとビタミンD2の混合物を含む照射エルゴステロールの製剤は、1930年代にはビオステロールと呼ばれていた。

毒性

エルゴステロール粉末は、皮膚、目、呼吸器官を刺激する。多量の摂取は高カルシウム血症を引き起こす可能性があり、(長引くと)軟部組織および腎臓にカルシウム塩が沈着する。

こちらも参照