種類 ステロイドホルモン受容体は、その特異的なリガンドと機能に基づいて、いくつかの種類に分類できる。
1.エストロゲン受容体(ER):エストロゲン受容体には、 エストロゲン受容体アルファ (ERα)とエストロゲン受容体ベータ (ERβ)の2つのサブタイプがあり、ホルモンであるエストロゲンと結合します。これらはエストロゲンに反応して遺伝子発現を調節し、生殖組織、骨代謝、心血管系の健康において重要な役割を果たします。
2.プロゲステロン受容体 (PR):PRはホルモンであるプロゲステロンに結合し、そのシグナル伝達に応じて遺伝子発現を調節します。PRは、月経、妊娠、乳腺の発達など、様々な生殖過程において重要な役割を果たします。
3. アンドロゲン受容体 (AR):これらの受容体は、テストステロンやジヒドロテストステロン(DHT)などのアンドロゲンと結合します。男性生殖器の発達と機能、二次性徴の発現、筋肉の成長において重要な役割を果たします。
4. グルココルチコイド受容体 (GR):GRはコルチゾールなどのグルココルチコイドに結合し、ストレスや代謝シグナルに応じて遺伝子発現を調節します。免疫応答、代謝、ストレス適応などのプロセスに関与しています。
5. ミネラルコルチコイド受容体 (MR):MRは主にアルドステロンなどのミネラルコルチコイドに結合し、腎臓やその他の組織の上皮細胞におけるイオン輸送を制御することで電解質バランスと血圧を調節します。[ 4 ]
核内受容体 核内受容 体ファミリーに属するステロイド受容体はすべて転写因子 である。受容体の種類によって、細胞質に存在し活性化されると 細胞核 へ移動するものと、核内に留まりステロイドホルモンが流入して活性化されるのを待つものがある。核への取り込みは、受容体のヒンジ領域にある核局在シグナル によって促進される。受容体のこの領域は、ホルモンが存在するまで受容体に結合する熱ショックタンパク質 によって覆われている 。ホルモンが結合すると、受容体は構造変化を起こして熱ショックタンパク質を放出し、受容体は結合したホルモンとともに核内へ入り、転写に作用する。
構造 細胞内ステロイドホルモン受容体は、機能的に相同な4つのユニット、いわゆる「ドメイン」からなる共通の構造を持つ。
可変ドメイン :N末端から始まり、異なる受容体間で最も可変性の高いドメインです。DNA結合ドメイン :この中央に位置する高度に保存されたDNA結合ドメイン(DBD)は、2つの非反復球状モチーフ[ 5 ] から構成され、亜鉛は4つのシステイン 残基と配位しているが、ヒスチジン残基は存在しない。その二次構造と三次構造は、古典的な ジンクフィンガー とは異なる[ 6 ] 。この領域は、どの遺伝子が活性化されるかを制御する。DNA上では、ホルモン応答エレメント (HRE)と相互作用する。ヒンジ領域 :この領域は、受容体が核へ移動するのを制御する。ホルモン結合ドメイン :中程度に保存されたリガンド 結合ドメイン(LBD)には、核局在シグナル 、シャペロンと結合可能なアミノ酸配列、および二量体化界面の一部が含まれる。このような受容体は、不活性(ただし受容性)な細胞質コンフォメーションを維持するために必要な シャペロン (すなわち、熱ショックタンパク質hsp90 およびhsp56 )と密接に関連している。このドメインの末端にはC末端がある。末端は、ホモ二量体またはヘテロ二量体において分子をその対となる分子に接続する。これは応答の大きさに影響を与える可能性がある。
作用機序
ゲノム 核内受容体は、その作用機序と細胞内分布に応じて、少なくとも 2 つのクラスに分類される。[ 7 ] [ 8 ] ステロイドホルモンと結合する核内受容体はすべて、I 型受容体に分類される。I 型受容体のみが、不活性受容体に関連する熱ショックタンパク質 (HSP) を持ち、受容体がリガンドと相互作用すると放出される。I 型受容体は、ホモ二量体 またはヘテロ二量体の 形で存在する。II 型核内受容体は HSP を持たず、古典的な I 型受容体とは対照的に、細胞核に存在する。
遊離(すなわち、結合していない)ステロイドは細胞質に入り、受容体と相互作用する。この過程で熱ショックタンパク質が解離し、活性化された受容体-リガンド複合体が核内へ移行する。EAATとも関連がある。
ステロイド受容体は、リガンド (ステロイドホルモン)と結合した後、しばしば二量体 を形成する。核内では、この複合体は転写因子 として働き、 DNAに作用することで特定の遺伝子の 転写を 促進または抑制する。
II型受容体は核内に存在します。そのため、リガンドは細胞膜と細胞質を通過して核内に入り、HSPを放出することなく受容体を活性化します。活性化された受容体はホルモン応答エレメントと相互作用し、I型受容体と同様に転写プロセスが開始されます。
非ゲノム 細胞膜アルドステロン受容体は、 腎 単位の遠位尿細管 および皮質集合管 の主細胞 (大腸およびおそらく汗腺も含む)の基底外側Na/K ATPase、ENaCナトリウムチャネル、およびROMKカリウムチャネルの活性を増加させることが示されている。
特定のステロイドホルモン受容体は細胞表面の脂質二重膜を貫通して細胞外に留まるホルモンと相互作用できる可能性があるという証拠がいくつかある。[ 9 ]
ステロイドホルモン受容体は核外でも機能し、PI3k やAktキナーゼ などの細胞質シグナル伝達タンパク質と結合することができる。[ 10 ]
他の ステロイドホルモン受容体は、以下のようないくつかのメカニズムを介して作用を発揮する。
1. 遺伝子調節 :リガンドが結合すると、ステロイドホルモン受容体は核に移行し、標的遺伝子の調節領域にあるホルモン応答エレメント(HRE)と呼ばれる特定のDNA配列に結合します。この結合によって遺伝子転写が活性化または抑制され、mRNAレベルの変化、ひいてはタンパク質合成の変化につながります。
2. 転写共活性化因子と共抑制因子:ステロイドホルモン受容体は、遺伝子プロモーター領域に共活性化因子または共抑制因子タンパク質をリクルートし、RNAポリメラーゼやその他の転写機構の活性を調節し、それによって遺伝子発現 に影響を与えます。
3. クロマチンリモデリング :ステロイドホルモン受容体は、クロマチンリモデリング複合体の動員を通じてクロマチン構造の変化を誘導することもある。これにより、転写機構が特定の遺伝子制御領域にアクセスしやすくなり、遺伝子転写を促進または阻害する。
4. 非ゲノムシグナル伝達:ステロイドホルモン受容体は、古典的なゲノム作用に加えて、細胞質または細胞膜において迅速な非ゲノムシグナル伝達経路を開始することができる。これらの経路は、様々なプロテインキナーゼやその他のシグナル伝達分子の活性化を伴い、イオンフラックス、細胞骨格の再編成、セカンドメッセンジャー系の活性化といった迅速な細胞応答を引き起こす。
5. 他のシグナル伝達経路とのクロストーク:ステロイドホルモン受容体は、成長因子シグナル伝達経路などの他のシグナル伝達経路と相互作用し、その活性を調節することも可能であり、それによってホルモンおよび成長因子シグナルを統合して細胞プロセスを制御します。[ 11 ]
最近、ステロイドホルモン受容体の新しいクラスが解明され、これらの新しい受容体は細胞膜上に存在することがわかった。新しい研究によると、よく知られている細胞内受容体に加えて、いくつかのステロイドホルモンには細胞膜受容体が存在し、その細胞応答は細胞内受容体よりもはるかに速いことが示唆されている。[ 12 ]
Gタンパク質共役型受容体 GPCR結合タンパク質は、従来コレステロール認識および相互作用部位と考えられてきたアミノ酸コンセンサス配列を介してステロイドホルモンと相互作用する可能性が最も高い。クラスA GPCRの約3分の1はこの配列を含んでいる。ステロイドホルモン自体は互いに十分に異なっているため、すべてのGPCR結合タンパク質に影響を与えるわけではない。しかし、ステロイドホルモン間および受容体間の類似性から、各受容体が複数のステロイドホルモンに反応する、あるいは各ホルモンが複数の受容体に影響を与える可能性があるという議論はもっともらしい。これは、各固有のリガンドに対して固有の受容体が存在するという従来のモデルとは相反する。[ 13 ]
少なくとも4種類のGPCR関連タンパク質がステロイドホルモンに反応することが知られています。GPR30は エストロゲンに結合し、膜プロゲスチン受容体 (mPR)はプロゲステロンに結合し、GPRC6Aは アンドロゲンに結合します。これらのGPCR関連タンパク質の効果の例として、GPR30を考えてみましょう。GPR30はエストロゲンに結合し、エストロゲンに結合すると、この経路はアデニル酸シクラーゼ と上皮成長因子受容体を活性化します。その結果、血管拡張、腎保護、乳腺の発達などが起こります。[ 13 ]
硫酸化ステロイドと胆汁酸も 鋤鼻器受容体 、特にV1ファミリーによって検出される。 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]
SHBG/SHBG-R複合体性ホルモン結合グロブリン (SHBG)は、主にエストラジオールとテストステロンという性ホルモンの輸送体および貯蔵庫として機能すると考えられています。しかし、SHBGが細胞表面受容体(SHBG-R)に結合することも実証されています。SHBG-Rは完全に特徴づけられていません。ステロイドの一部はSHBG/SHBG-R複合体に結合することができ、その結果、アデニル酸シクラーゼが活性化され、セカンドメッセンジャーである cAMP が合成されます。[ 25 ] したがって、SHBG/SHBG-R複合体は、細胞内部にシグナルを伝達できる膜貫通型 ステロイド受容体 として機能していると考えられます。
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