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| 名前 | |
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| IUPAC名
L-チロシルグリシルグリシル-L-フェニルアラニル-L-メチオニル-L-トレオニル-L-セリル-L-グルタミニル-L-リジル-L-セリル-L-グルタミニル-L-トレオニル-L-プロリル-L-ロイシル-L-バリル-L-トレオニル-L-ロイシル-L-フェニルアラニル-L-リジル-L-アスパラギニル-L-アラニル-L-イソロイシル-L-イソロイシル-L-リジル-L-アスパラギニル-L-アラニル-L-チロシル-L-リジル-L-リジルグリシル-L-グルタミン
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| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.056.646 |
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パブケム CID
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| ユニ |
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| プロパティ | |
| C 158 H 251 N 39 O 46 S | |
| モル質量 | 3 465 .03 グラムモル−1 |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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β-エンドルフィン（ベータエンドルフィン）は、中枢神経系および末梢神経系内の特定のニューロンで生成される内因性 オピオイド 神経ペプチドおよびペプチドホルモンです。[1]これは、ヒトで生成される3つのエンドルフィン の1つであり、他の2つはα-エンドルフィンとγ-エンドルフィンです。[2]
β-エンドルフィンには複数の形態があり、完全な配列はTyr - Gly -Gly- Phe - Met - Thr - Ser - Glu - Lys -Ser- Gln -Thr- Pro - Leu - Val -Thr-Leu-Phe-Lys- Asn - Ala - Ile -Ile-Lys-Asn-Ala-Tyr-Lys-Lys-Gly-Glu (31 アミノ酸) で、β-エンドルフィン(1-31) と表記され、最初の 26 および 27 アミノ酸に短縮された変異体は β-エンドルフィン(1-26) および β-エンドルフィン(1-27) と呼ばれます。[1] [3] [4]しかし、β-エンドルフィン（1-31）は強力な鎮痛効果を持つ唯一の形態であり、下垂体前葉、視床下部、中脳、扁桃体などの領域に存在する主要な形態です。[5]最初の16アミノ酸はα-エンドルフィンと同一です。 β-エンドルフィンは、神経ペプチドの内因性オピオイドおよびエンドルフィンクラスの一部であると考えられています。[1]確立された内因性オピオイドペプチドはすべて、同じN末端アミノ酸配列、Tyr-Gly-Gly-Pheを含み、その後に-Metまたは-Leuが続きます。[1]
β-エンドルフィンの機能は、空腹感、興奮、痛み、母性愛、性行動、報酬認知と関連していることが知られています。最も広い意味では、β-エンドルフィンは主にストレスを軽減し、恒常性を維持するために体内で利用されています。行動研究では、β-エンドルフィンはさまざまな刺激、特に新しい刺激に反応して、容積伝達を介して心室系に放出されることが研究で示されています。 [6]
形成と構造
β-エンドルフィンは、視床下部のニューロンと下垂体に存在します。これは、下垂体でより大きなペプチド前駆体であるプロオピオメラノコルチン（POMC）から生成されるβ-リポトロピンに由来します。 [7] POMCは、副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）とβ-リポトロピンの2つの神経ペプチドに切断されます。 [8] β-エンドルフィンの形成は、β-リポトロピンのC末端領域の切断の結果として生じ、アルファヘリックス二次構造を持つ31アミノ酸長の神経ペプチドが生成されます。しかし、POMCは、プロホルモン転換酵素と呼ばれる内部酵素による細胞内処理の結果として、α-およびγ-メラノサイト刺激ホルモン（MSH）を含む他のペプチドホルモンも生成します。
β-エンドルフィンを他の内因性オピオイドと区別する重要な要素は、μ-オピオイド受容体に対する高い親和性と持続的な効果です。[7] β-エンドルフィンの構造は、タンパク質分解酵素に対する耐性によって部分的にこれを説明しており、二次構造により分解を受けにくくなっています。[7]
機能と効果
β-エンドルフィンの機能は、局所機能と全体機能の2つの主要なカテゴリに分けられると言われています。β-エンドルフィンの全体機能は、身体的ストレスの軽減と恒常性の維持に関連しており、痛みの管理、報酬効果、行動の安定性をもたらします。全体経路のβ-エンドルフィンは、脊髄の脳脊髄液を介して体のさまざまな部分に拡散し、β-エンドルフィンの放出が末梢神経系に影響を及ぼすようになります。β-エンドルフィンの局所機能により、扁桃体や視床下部などのさまざまな脳領域でβ-エンドルフィンが放出されます。[6] β-エンドルフィンが体内で利用される2つの主な方法は、末梢ホルモン作用[9]と神経調節です。β-エンドルフィンは、他の神経伝達物質と比較して安定性と寿命が長い遠隔標的に効果をもたらすため、神経伝達物質と神経調節物質の両方として作用すると考えられています。[5] β-エンドルフィンや他のエンケファリンはACTHとともに放出され、ホルモン系の機能を調節することが多い。β-エンドルフィンによる神経調節は、神経ペプチドの放出を直接阻害するか、神経ペプチドの効果を低下させるシグナル伝達カスケードを誘導することによって、別の神経ペプチドの機能を妨害することによって起こる。[8]
オピオイド作動薬
β-エンドルフィンはオピオイド受容体の作動薬であり、主にμ-オピオイド受容体に結合します。[1]これはμ-オピオイド受容体の主要な内因性リガンドとして機能することが示唆されています。 [1] [10]この受容体は、モルヒネなどのアヘンから抽出された化学物質が鎮痛作用を発揮するのと同じ受容体です。β-エンドルフィンは、μ-オピオイド受容体に対する内因性オピオイドの中で最も高い結合親和性を持っています。[1] [7] [10]オピオイド受容体はGタンパク質共役受容体 の一種であり、β-エンドルフィンまたは別のオピオイドが結合すると、細胞内でシグナル伝達カスケードが誘導されます。[11]しかし、β-エンドルフィンのN末端がアセチル化されると、神経ペプチドが不活性化され、受容体への結合が妨げられます。[7]オピオイド受容体は中枢神経系全体と神経起源および非神経起源の末梢組織内に分布している。また、中脳水道周囲灰白質、青斑核、延髄前部腹内側核にも高濃度に存在する。[12]
電圧依存性カルシウムチャネル（VDCC）は、ニューロンの脱分極を媒介する重要な膜タンパク質であり、神経伝達物質の放出を促進する上で主要な役割を果たしています。エンドルフィン分子がオピオイド受容体に結合すると、Gタンパク質が活性化し、その構成要素であるGαおよびGβγサブユニットに解離します。Gβγサブユニットは、VDCCの2つの膜貫通ヘリックスの間の細胞内ループに結合します。サブユニットが電圧依存性カルシウムチャネルに結合すると、電圧依存性ブロックが生成され、チャネルが阻害され、カルシウムイオンがニューロンに流れ込むのを防ぎます。細胞膜には、Gタンパク質結合型内向き整流性カリウムチャネルも埋め込まれています。GβγまたはGα（GTP）分子がカリウムチャネルのC末端に結合すると、チャネルが活性化され、カリウムイオンがニューロンから排出されます。[13] [14]カリウムチャネルの活性化とそれに続くカルシウムチャネルの不活性化は、膜の過分極を引き起こします。これは、膜の電位が変化し、より負になる場合です。カルシウムイオンの減少は、このイベントの発生に不可欠であるため、神経伝達物質の放出の減少を引き起こします。[15]これは、グルタミン酸やサブスタンスPなどの神経伝達物質がニューロンのシナプス前末端から放出されないことを意味します。サブスタンスPは、シナプス後ニューロンをグルタミン酸に対して敏感にし、末梢神経から脳への痛みの信号の伝達を助けると考えられています。[16]これらの神経伝達物質は痛みの伝達に不可欠であり、β-エンドルフィンがこれらの物質の放出を減らすと、強力な鎮痛効果があります。
疼痛管理
β-エンドルフィンは、主に痛覚（すなわち、痛みの知覚）への影響について研究されてきました。β-エンドルフィンは、中枢神経系と末梢神経系の両方で痛みの知覚を調整します。痛みが知覚されると、痛み受容体（痛覚受容器）が脊髄の後角に信号を送り、次にサブスタンスPと呼ばれる神経ペプチドの放出を介して視床下部に信号を送ります。[8] [6] [17] [18]末梢神経系では、この信号が免疫系の白血球であるTリンパ球を痛みが知覚された領域に動員します。[18] Tリンパ球はこの局所領域でβ-エンドルフィンを放出し、オピオイド受容体に結合してサブスタンスPを直接阻害します。[18] [19]中枢神経系では、β-エンドルフィンは脊髄後根のオピオイド受容体に結合し、脊髄のサブスタンスPの放出を阻害して、脳に送られる興奮性疼痛信号の数を減少させます。[18] [17]視床下部は疼痛信号に反応して中脳水道周囲灰白質ネットワーク を介してβ-エンドルフィンを放出し、これは主にドーパミンの放出を防ぐ神経伝達物質であるGABAの放出を阻害する働きをします。[ 8 ] [ 17 ]このように、β-エンドルフィンによるGABAの放出の阻害はドーパミンの放出を増加させ、β-エンドルフィンの鎮痛効果に部分的に寄与します。[8] [17]これらの経路の組み合わせにより、痛みの感覚が軽減され、身体は痛みの衝動が送られた後にそれを止めることができるようになります。
β-エンドルフィンはモルヒネの約18～33倍の鎮痛作用を持つが[20]、そのホルモン効果は種によって異なる[9] 。
エクササイズ
運動に反応してβ-エンドルフィンが放出されることは、少なくとも1980年代から知られており、研究されてきました。[21]研究では、内因性オピオイド、特にβ-エンドルフィンとβ-リポトロピンの血清濃度が、急性運動とトレーニングの両方に反応して増加することが実証されています。[21]運動中のβ-エンドルフィンの放出は、ランナーズハイとして俗に知られている現象と関連しています。[22]
日光
β-エンドルフィンは、日光への曝露または人工的な日焼けによる紫外線に反応して放出されるという証拠があります。 [23]これは、健康上のリスクにもかかわらず、 過度の日光浴や人工的な日焼けの使用者の依存症行動に寄与していると考えられています。
中毒
研究によると、β-エンドルフィンは脳の中脳辺縁系報酬系に関与しているため、アルコール依存症と相関関係にある可能性がある。[24]アルコール摂取は、脳の報酬系領域内でのβ-エンドルフィンの放出を増加させる。アルコールを定期的かつ長期的に摂取すると、β-エンドルフィンのレベルが不足し、補充するためには継続的なアルコール摂取が必要となる。遺伝的要因によりβ-エンドルフィンが不足している人は、結果としてアルコール依存症にかかりやすい可能性がある。[25]
作用機序
β-エンドルフィンは、様々なタイプのGタンパク質共役受容体（GPCR）、特にμ、δ、κオピオイド受容体に結合するアゴニストとして作用する。これらの受容体に結合すると、末梢神経系の場合はサブスタンスPの放出が抑制され、中枢神経系の場合は抑制性神経伝達物質GABAの放出が抑制される[26]。これらの受容体は脊髄上鎮痛に関与している。[医学的引用が必要]
歴史
β-エンドルフィンは、CH LiとDavid Chungによってラクダの下垂体抽出物から発見されました。[27] β-エンドルフィンの一次構造は、10年前にLiと同僚が下垂体で生成される別の神経ペプチドであるγ-リポトロピンの配列を分析したときに、知らぬ間に決定されていました。彼らは、この神経ペプチドのC末端領域がいくつかのエンケファリンのものと類似していることに気づき、この神経ペプチドがこれらの神経ペプチドと同様の機能を持つ可能性があることを示唆しました。γ-リポトロピンのC末端配列は、β-エンドルフィンの一次配列であることが判明しました。[7]
参考文献
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オピオイドペプチド
β-エンドルフィン（下垂体ホルモンでもある）...
オピオイドペプチドは、3 つの異なる遺伝子によってコードされています。これらの前駆体には、前述のようにオピオイドペプチド β-エンドルフィンといくつかの非オピオイドペプチドが由来する POMC、メトエンケファリンとロイシンエンケファリンが由来するプロエンケファリン、およびダイノルフィンと関連ペプチドの前駆体であるプロダイノルフィンが含まれます。これらは異なる前駆体に由来しますが、オピオイドペプチドは重要なアミノ酸配列の同一性を共有しています。具体的には、十分に検証された内因性オピオイドはすべて、同じ 4 つの N 末端アミノ酸（Tyr-Gly-Gly-Phe）と、それに続くメトキシまたはロイシンのいずれかを含みます... 内因性オピオイドペプチドのうち、β-エンドルフィンは μ 受容体に優先的に結合します。... 共通のオピオイドペプチド配列。長さは 5 アミノ酸 (エンケファリン) から 31 アミノ酸 (β-エンドルフィン) までさまざまですが、ここに示す内因性オピオイドペプチドには、共通の N 末端配列とそれに続く Met または Leu が含まれています。
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主な内因性アゴニスト（ヒト）
β-エンドルフィン（POMC、P01189）、[Met]エンケファリン（PENK、P01210）、[Leu]エンケファリン（PENK、P01210）...
コメント：β-エンドルフィンは最も効力のある内因性リガンドである
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外部リンク
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- PubChemの CID 3081525 – β-エンドルフィン (1-9)
- PubChemの CID 133304 – β-エンドルフィン (2-9)
- 米国国立医学図書館医学件名標目表(MeSH)の β-エンドルフィン