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# 生物学# 生化学

ヨウ化物:甲状腺とその先に必要なミネラル

ヨウ化物は甲状腺の健康と全体的な健康に欠かせないよ。

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ヨウ化物は、体に必要な重要なミネラルだよ。特に甲状腺にとってめっちゃ大事で、甲状腺は代謝や成長、体温調節など、多くの重要な機能をコントロールするホルモンを作る役割を持ってる。食事にヨウ化物が足りないと、体は十分なホルモンを作れなくなっちゃって、甲状腺腫っていう拡大しちゃった甲状腺の健康問題に繋がることもあるんだ。

ヨウ化物と甲状腺の関係

甲状腺は特別なシンポーターを使ってヨウ化物を取り込むんだ。内部に入ると、ヨウ化物は過酸化水素と一緒に甲状腺ペルオキシダーゼ(TPO)っていう酵素に使われて、反応性のヨウ素種を作る。これらはチロシン残基っていう場所でチログロブリンっていうタンパク質と反応するんだ。この反応が、ホルモンのチロキシン(T4)やトリヨードチロニン(T3)を作るために重要なんだよ。

ヨウ化物不足の影響

体にヨウ化物が足りないと、甲状腺ホルモンを十分に作るのが難しくなって、疲れや体重増加、寒さへの敏感さなどの症状が出てくることがある。長期的な不足は成長の問題や発達の課題を引き起こす可能性もあるし、体がTPOに対する抗体を作っちゃって、橋本病みたいな自己免疫の病気に繋がることもあるんだ。

ヨウ化物と他の化合物の相互作用

TPOはヨウ化物を酸化するのが得意なんだけど、他の物質も酸化できるんだ。例えば、ヨウ化物に似たチオシアネートも酸化できる。体の他のペルオキシダーゼ酵素もヨウ化物を酸化して、色々なヨウ素含有種を作ることができる。だからヨウ化物は大事だけど、他の化合物もこれらの酵素に対して競争することができるんだ。

ヨウ化物濃度の影響

これらの異なるアニオンが酸化される速度は、体内の濃度によってかなり変わるんだ。例えば、ほとんどの体液に塩素イオンが多く存在するから、主な酸化物種は次亜塩素酸(HOCl)になる。つまり、ヨウ化物は反応性が高いけど、塩素の存在に覆われちゃうことがあるんだ。

研究によると、高濃度のチオシアネートはミエロペルオキシダーゼ(MPO)によるダメージを調整できることがわかってる。面白いことに、ヨウ化物のレベルが補給されると、これらの酵素反応からの酸化的ダメージを減らすかもしれないんだ。

ヨウ化物サプリメントの利点

研究では、ヨウ化物を提供することでいろんな生物学的な文脈で保護効果があることが示されてるよ。例えば、ヨウ化物はタンパク質の酸化的ダメージから守ることがわかってるし、虚血再灌流の動物モデルでの損傷を軽減するかもしれない。

この保護効果は、HOIや他のヨウ化物由来の種がHOClよりもあまり害がないっていう考えから来てるかも。HOClの酸化還元電位は高いから、一般的にHOIに比べて反応性が高いんだ。だから、どちらもタンパク質を修飾できるけど、ヨウ化はあまり急性のダメージを引き起こさないかもしれない。

ヨウ化物のタンパク質修飾における選択性

ヨウ化物がタンパク質と反応することで、特にチロシンやヒスチジン残基の色んな修飾が起こるんだ。研究では、ヨウ化物がこれらのタンパク質の部位を優先的にターゲットにして、ヨウ化されたアミノ酸のバージョンを作るんだ。この修飾はタンパク質の機能やシグナル伝達経路、生物活性に大きな影響を与えるんだ。

アナステリンや血清アルブミンみたいなタンパク質を対象にした研究では、ヨウ化物が色々なヨウ化された生成物を生むことがわかってる。ヨウ化物の濃度が、これらの修飾の程度や性質を決定する重要な役割を果たしてることが示唆されてる。この関係は、ヨウ化物のレベルとタンパク質修飾に関わる酸化プロセスとの複雑な相互作用を示してるんだ。

ヨウ化物の活性に関する実験的知見

ヨウ化物処理を受けたタンパク質の分析では、ヨウ化が低濃度でも起こることがわかってる。特定の酵素系を使ってヨウ化物を生成すると、ヨウ化物はチロシン残基をラベル付けするだけじゃなくて、塩素化みたいな他の反応よりもはるかに効果的だってことがわかったんだ。

これらの実験は、塩素が生理的条件で豊富でも、ヨウ化物がヨウ素関連の種を生成できる力があるから、これらの酵素系で成功裏に競争できるってことを示してる。これらの条件下では、ヨウ化はヨウ化物の modest 濃度でも支配的な反応になるんだ。

ヨウ化物の作用メカニズム

ヨウ化物がタンパク質の修飾に繋がるメカニズムはいくつか考えられるけど、異なる反応性種の関与が重要なんだ。ヨウ化物はHOIやI+に酸化されて、これがタンパク質残基と反応する。これによって、タンパク質の疎水性が変わって、相互作用や機能に影響を及ぼすんだ。

さらに、研究ではヨウ化物の体内での役割が思ってたより広いかもしれないって示唆されてる。特に、過酸化物が活発な炎症状態の中で、色んな生理的反応に寄与してるかもしれない。これは、感染症や他の炎症性疾患に苦しんでる人々の生物液中にヨウ化タンパク質が見られることでも確認できる。

結論:健康におけるヨウ化物の重要性

まとめると、ヨウ化物は甲状腺の健康だけじゃなくて、さまざまな役割を果たす大事な要素だよ。いろんなタンパク質との相互作用や、ヨウ化種の形成能力は、いろんな生物学的プロセスに寄与できるんだ。この理解は、食事中のヨウ化物レベルを適切に保つことの重要性や、ヨウ化物サプリメントの潜在的な健康効果を強調してる。

さらに、出てきた証拠は、ヨウ化物が酸化的ダメージや炎症反応で保護的な役割を果たすかもしれないことを示唆してて、健康や病気における重要性を際立たせてる。今後の研究は、ヨウ化物の複雑な生化学を明らかにし続けて、健康や病気管理に関する広範な意味合いを提供してくれるだろうね。

オリジナルソース

タイトル: Elevated levels of iodide promote peroxidase-mediated protein iodination and inhibit protein chlorination

概要: At inflammatory sites, immune cells generate oxidants including H2O2. Myeloperoxidase (MPO), released by activated leukocytes employs H2O2 and halide/pseudohalides to form hypohalous acids that mediate pathogen killing. Hypochlorous acid (HOCl) is a major species formed. Excessive or misplaced HOCl formation damages host tissues with this linked to multiple inflammatory diseases. Previously (Redox Biology, 2020, 28, 101331) we reported that iodide (I-) modulates MPO-mediated protein damage by decreasing HOCl generation with concomitant hypoiodous acid (HOI) formation. HOI may however impact on protein structure, so in this study we examined whether and how HOI, from peroxidase/H2O2/I- systems + Cl-, modifies proteins. Experiments employed MPO and lactoperoxidase (LPO) and multiple proteins (serum albumins, anastellin), with both chemical (intact protein and peptide mass mapping, LC-MS) and structural (SDS-PAGE) changes assessed. LC-MS analyses revealed dose-dependent iodination of anastellin and albumins by LPO/H2O2 with increasing I-. Incubation of BSA with MPO/H2O2/Cl- revealed modest chlorination (Tyr286, Tyr475, [~]4%) and Met modification. Lower levels of these species, and extensive iodination at specific Tyr and His residues (>20% modification with >10 {micro}M I-) were detected with increasing I-. Anastellin dimerization was inhibited by increasing I-, but less marked changes were observed with albumins. These data confirm that I- competes with Cl- for MPO and is an efficient HOCl scavenger. These processes decrease protein chlorination and oxidation, but result in extensive iodination. This is consistent with published data on the presence of iodinated Tyr on neutrophil proteins. The biological implications of protein iodination relative to chlorination require further clarification.

著者: Luke F. Gamon, K. V. Jokumsen, V. H. Huhle, P. M. Hagglund, M. J. Davies

最終更新: 2024-02-23 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581700

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.23.581700.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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