結合部位
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生化学および分子生物学において、結合部位(けつごうぶい、英: Binding site)は、他の分子と特異的に結合するタンパク質などの高分子上の領域である[1]。高分子の結合相手は、しばしばリガンドと呼ばれる[2]。リガンドは、他のタンパク質(タンパク質-タンパク質相互作用をもたらす[3])、酵素基質[4]、セカンドメッセンジャー、ホルモン、またはアロステリック調節因子[5]を含むことができる。結合事象は、常にではないが、タンパク質の機能を変化させるコンホメーション変化を伴うことがよくある[6]。タンパク質の結合部位への結合は、ほとんどの場合は可逆的(一過性および非共有結合)であるが、共有結合的な可逆的[7]または不可逆的[8]でありうる。
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結合部位
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「選択的エストロゲン受容体修飾薬」の記事における「結合部位」の解説
「エストロゲン受容体」も参照 SERMは、核内受容体ファミリーに属する、細胞内のリガンド依存性転写活性化因子であるエストロゲン受容体(ER)に作用する。ERには、ERα(英語版)とERβ(英語版)という2つの異なるサブタイプが存在している。ERαは、エストロゲンのシグナルが転写レベルで伝達される主要な媒体と考えられており、女性の生殖管や乳腺で優勢なERであるのに対し、ERβは主に血管内皮細胞、骨、男性の前立腺組織に存在する。ERαとERβの濃度は、組織毎に発生、加齢、疾患等の状況で異なる事が知られている。ERαとERβの間では、サイズ(約600アミノ酸と約530アミノ酸)や構造等、多くの特徴が類似している。ERαとERβは、DNA結合ドメインでは約97%、リガンド結合ドメインでは約56%のアミノ酸配列の同一性がある。リガンド結合ドメインの主な違いは、ERαではLeu-384とMet-421が、ERβではそれぞれMet-336とIle-373に置き換えられている事で決まる。また、ERαとERβでは、N末端の違いが大きい。 DNA結合ドメインは、2つのサブドメインから構成されている。1つはDNAの認識に関わる近位ボックス、もう1つはDNA依存的なDNA結合ドメインの二量化を担う遠位ボックスである。近位ボックスの配列はERαとERβで同一であり、この事は2つのサブグループ間の特異性と親和性が類似している事を示している。DNA結合ドメインの球状タンパク質は8つのシステインを含み、2つの亜鉛イオンの四面体の配位を可能にする。この配位により、ERとエストロゲン応答要素との結合が可能となる。リガンド結合ドメインは、11本のヘリックスからなる球状の3層構造で、天然または合成のリガンドを入れるポケットがある。結合親和性に影響を与える因子は、主にフェノール部位の存在、分子の大きさと形状、二重結合、疎水性である。 リガンド結合ドメイン内の活性化機能2(AF-2)ヘリックス12が、結合したリガンドによってどのような位置関係になるかによって、そのリガンドが作動作用を持つか、遮断作用を持つかが決まる。作動薬が結合した受容体では、ヘリックス12はヘリックス3と5に隣接して配置される。また、ヘリックス3、5、12は、LXXLL(Lはロイシンまたはイソロイシン、Xは任意のアミノ酸を表す)という正規の配列を持つ補助活性化因子に含まれるNRボックスモチーフの結合面を形成している。アポ状態(リガンド非結合)の受容体や遮断薬リガンドと結合した受容体は、ヘリックス12をLXXLLの結合面から遠ざけ、補助抑制因子であるNCoR1(英語版)やSMRT(英語版)に存在するより長いロイシンリッチモチーフであるLXXXIXXX(I/L)と優先的に結合するようになる。さらに、いくつかの補酵素は、末端、DNA結合部位、または他の結合部位を介してERに結合する。このように、ある化合物は、補助活性化因子が多く存在する組織ではER作動薬となり、補助抑制因子が多く存在する組織ではER遮断薬となる事がある。
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