コプロポルフィリノーゲンI

コプロポルフィリノーゲンI（Coproporphyrinogen I）は、生物の体内でヘムなど重要な生体分子が合成される過程、すなわちポルフィリン合成経路において現れる化合物の一つです。この分子は、テトラピロールと呼ばれる4つのピロール環が環状に連なった基本構造を持っています。特に、特定の遺伝性疾患である急性間欠性ポルフィリン症という病気において、体内に異常な量で蓄積することが病態の一部として知られています。

ポルフィリン合成の初期段階では、ヒドロキシメチルビランという直鎖状の前駆体が生成されます。このヒドロキシメチルビランが環状構造に変換される際に、通常はウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼという酵素が重要な役割を果たします。この酵素の働きにより、ヒドロキシメチルビランの端にある一つのピロール環が反転され、その後に環が閉じられます。この精密なプロセスを経て、生体にとって有用なウロポルフィリノーゲンIIIが合成され、正常なポルフィリン合成経路が進んでいきます。

しかし、急性間欠性ポルフィリン症の原因となるような、ウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼの機能が低下している、あるいは完全に欠損しているといった状況下では、この酵素による調整が適切に行われません。その結果、ヒドロキシメチルビランは酵素の関与なしに、4つのピロール環が整然と並んだ状態のまま、自然に環を閉じてしまいます。この異常な環化反応によって生成されるのが、ウロポルフィリノーゲンIです。ウロポルフィリノーゲンIは、ウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼが正常に機能しない場合にのみ生じる、代謝経路から逸脱した化合物と言えます。

生成されたウロポルフィリノーゲンIは、次に働くウロポルフィリノーゲン脱炭酸酵素という別の酵素によって代謝を受けます。この酵素はウロポルフィリノーゲンIの側鎖からカルボキシ基を取り除く反応を行い、その結果、コプロポルフィリノーゲンIが生成されます。

しかしながら、このようにして生成されたコプロポルフィリノーゲンIは、ポルフィリン合成経路のさらに次のステップを触媒するコプロポルフィリノーゲン酸化酵素にとって、適切な基質として認識されません。つまり、コプロポルフィリノーゲンIは、この酵素によって次の化合物へと変換されることができません。そのため、コプロポルフィリノーゲンIは、最終的にヘムの重要な構成要素となるプロトポルフィリンへと至る正常な合成経路から完全に外れてしまい、代謝されることなく体内に蓄積していくことになります。

急性間欠性ポルフィリン症では、このウロポルフィリノーゲンIIIシンターゼの機能不全から始まる一連の異常な代謝経路によって、ウロポルフィリノーゲンIやコプロポルフィリノーゲンIといったポルフィリン前駆体が過剰に生産され、体組織や体液中に蓄積することが病気の主な原因の一つと考えられています。これらの蓄積した物質が、神経系などに影響を与え、急性発作などの症状を引き起こすとされています。

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