グルクロン酸

グルクロン酸：解毒と排泄を支える糖

グルクロン酸は、グルコースの6位炭素が酸化された構造を持つ糖の一種です。天然にはD体のみが存在し、その共役塩基であるグルクロン酸イオンは、様々な塩を形成します。グルクロン酸という名前は、ギリシャ語の「甘い」を意味する言葉に由来しています。

グルクロン酸の構造と性質

グルクロン酸は、グルコースとよく似た6炭糖ですが、6位の水酸基がカルボキシル基に酸化されている点が異なります。このカルボキシル基が、グルクロン酸の様々な機能において重要な役割を果たします。分子式はC₆H₁₀O₇、分子量は194.1408です。末端のヒドロキシメチル基がカルボキシル基に酸化された化合物はウロン酸と総称され、グルクロン酸はその代表的なものです。

グルクロン酸は、グルコースの1位炭素が酸化されたグルコン酸とは異性体関係にあり、それぞれ異なる生化学的役割を持ちます。また、グルクロン酸とグルコン酸は共に、分子内脱水縮合により環状構造であるラクトン（グルクロノ[[ラクトン]]、グルコノ[[ラクトン]]）を形成します。

生体内でのグルクロン酸の役割：グルクロン酸抱合

グルクロン酸の最も重要な役割は、グルクロン酸抱合です。これは、脂溶性が高く、そのままでは体外に排出されにくい物質（薬物、ホルモン、老廃物など）に、グルクロン酸を結合させることで水溶性を高め、腎臓や胆汁からの排泄を促進する反応です。

グルクロン酸抱合によって水溶性になった化合物はグルクロニドと呼ばれ、体外へ排出されます。この反応は、肝臓で主に起こり、UDP-グルクロン酸転移酵素という酵素によって触媒されます。この酵素の働きは、新生児や特定の遺伝子変異を持つ個人では低下することがあり、薬物代謝や毒性発現に影響を与える可能性があります。

グルクロニドの輸送と排出

生成されたグルクロニドは、様々なトランスポータータンパク質によって細胞膜を通過し、体外へ排出されます。cMOAT（ABCC2）やMRP3（ABCC3）などのトランスポーターがグルクロニドの輸送に関与していますが、これらはグルクロニド以外にも様々な物質を輸送します。

グルクロン酸抱合能力の個人差と臨床的意義

グルクロン酸抱合能力は個人によって異なり、新生児では成人に比べて低いことが知られています。このため、新生児にクロラムフェニコールなどの薬物を投与すると、グルクロン酸抱合が不十分となり、毒性が増強されてグレイ症候群などの副作用を引き起こす可能性があります。また、イリノテカンなどの薬剤の毒性も、遺伝子多型によるグルクロン酸抱合能の差によって大きく影響を受けます。

アセトアミノフェン（タイレノール）の肝毒性も、グルクロン酸抱合能力と関連しています。大量のアセトアミノフェン摂取時には、グルクロン酸抱合と硫酸抱合の能力が限界に達し、肝毒性のある代謝産物が蓄積する可能性があります。

UDP-グルクロン酸とグルクロニダーゼ

グルクロン酸抱合の中間体として、UDP-グルクロン酸が重要な役割を果たします。UDP-グルクロン酸は、脊椎動物の肝臓で合成され、グルクロン酸転移酵素によってグルクロン酸抱合反応が促進されます。UDP-グルクロン酸は、多糖類合成やアスコルビン酸合成にも関与しますが、霊長類など一部の動物ではアスコルビン酸の生合成経路に欠損があります。

腸内細菌の中には、グルクロニドを加水分解するβ-グルクロニダーゼを産生するものがあり、グルクロニドからグルクロン酸を取り除くことで、脂溶性の高い物質を再び生成し、腸肝循環を引き起こす場合があります。これは、薬物の排泄に影響を与える可能性があります。

まとめ

グルクロン酸は、生体内で重要な解毒・排泄に関わる物質です。グルクロン酸抱合反応は、様々な物質の体外への排出に不可欠であり、その能力の個人差は薬物治療や毒性発現に大きな影響を及ぼします。グルクロン酸とその代謝酵素の理解は、薬物開発や治療において非常に重要です。

もう一度検索