第110回
問112
理論問題｜生物
甲状腺ホルモン合成過程とチログロブリンのヨウ素化反応の場
問112（理論）
甲状腺ホルモン（T3、T4）はヨウ素を含むアミノ酸誘導体であるが、アミノ酸から直接作られるのではない。甲状腺濾胞における生合成過程では、タンパク質のチログロブリンが前駆物質となる。下図は、甲状腺濾胞においてT3、T4が作られるまでに、チログロブリンが移動する流れを示したものである。チログロブリンは甲状腺濾胞上皮細胞で作られてからコロイド中に分泌され、再び甲状腺濾胞上皮細胞に取り込まれ、最終的にT3、T4が濾胞外に分泌される。図中の1〜5のうち、チログロブリンのヨウ素化反応が行われる場所はどれか。1つ選べ。
甲状腺濾胞上皮細胞におけるチログロブリンの移動経路
1
小胞体
—
2
ゴルジ体
—
3
コロイド
—
4
エンドソーム
—
5
リソソーム
—
正解です！
解説で甲状腺ホルモン合成の流れを確認しましょう。
不正解です。正解は 3 です。
解説で甲状腺ホルモン合成の流れを確認しましょう。
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甲状腺ホルモン（T3・T4）の生合成は、以下のような流れで進みます。
甲状腺ホルモン合成の流れ
① 甲状腺濾胞上皮細胞の小胞体でチログロブリン（糖タンパク質）が合成される
② ゴルジ体で修飾を受け、分泌小胞に packaging される
③ 開口分泌（エキソサイトーシス）によりコロイド中へ放出される。ここで、甲状腺細胞の頂端膜に存在する甲状腺ペルオキシダーゼ（TPO）が、取り込まれたヨウ素を活性化し、チログロブリン中のチロシン残基へヨウ素を結合させる（ヨウ素化反応／有機化）。さらに同じ酵素の作用で、ヨウ素化されたチロシン同士が結合（カップリング反応）してT3・T4の構造が形成される
④ ヨウ素化・カップリングを終えたチログロブリンは、再び細胞内へ取り込まれ（エンドサイトーシス）、エンドソームを経て
⑤ リソソームでタンパク質分解酵素によりチログロブリンが分解され、T3・T4が遊離し、最終的に分泌小胞を介して濾胞外（血中）へ分泌される
① 甲状腺濾胞上皮細胞の小胞体でチログロブリン（糖タンパク質）が合成される
② ゴルジ体で修飾を受け、分泌小胞に packaging される
③ 開口分泌（エキソサイトーシス）によりコロイド中へ放出される。ここで、甲状腺細胞の頂端膜に存在する甲状腺ペルオキシダーゼ（TPO）が、取り込まれたヨウ素を活性化し、チログロブリン中のチロシン残基へヨウ素を結合させる（ヨウ素化反応／有機化）。さらに同じ酵素の作用で、ヨウ素化されたチロシン同士が結合（カップリング反応）してT3・T4の構造が形成される
④ ヨウ素化・カップリングを終えたチログロブリンは、再び細胞内へ取り込まれ（エンドサイトーシス）、エンドソームを経て
⑤ リソソームでタンパク質分解酵素によりチログロブリンが分解され、T3・T4が遊離し、最終的に分泌小胞を介して濾胞外（血中）へ分泌される
各選択肢の解説
× 1 小胞体はチログロブリンの合成の場であり、ヨウ素化反応は起こらない
× 2 ゴルジ体はチログロブリンの修飾・輸送（パッケージング）の場であり、ヨウ素化反応は起こらない
◯ 3 コロイドは、甲状腺濾胞の内腔であり、頂端膜上の甲状腺ペルオキシダーゼ（TPO）によってチログロブリンのチロシン残基がヨウ素化される場である。カップリング反応（T3・T4骨格の形成）もこの場で起こる
× 4 エンドソームは、コロイドから再取り込みされたチログロブリンがリソソームへ運ばれる過程の中継点であり、ヨウ素化反応は行われない
× 5 リソソームでは、加水分解酵素によりチログロブリンが分解され、T3・T4が遊離する場であり、ヨウ素化反応は行われない
× 1 小胞体はチログロブリンの合成の場であり、ヨウ素化反応は起こらない
× 2 ゴルジ体はチログロブリンの修飾・輸送（パッケージング）の場であり、ヨウ素化反応は起こらない
◯ 3 コロイドは、甲状腺濾胞の内腔であり、頂端膜上の甲状腺ペルオキシダーゼ（TPO）によってチログロブリンのチロシン残基がヨウ素化される場である。カップリング反応（T3・T4骨格の形成）もこの場で起こる
× 4 エンドソームは、コロイドから再取り込みされたチログロブリンがリソソームへ運ばれる過程の中継点であり、ヨウ素化反応は行われない
× 5 リソソームでは、加水分解酵素によりチログロブリンが分解され、T3・T4が遊離する場であり、ヨウ素化反応は行われない
引っかけポイント：
・「ヨウ素化反応」と「ホルモンの遊離（分解）」の場所を混同しやすい。ヨウ素化・カップリング反応はコロイド（濾胞腔）で、ホルモンの遊離はリソソームで起こる、という順序と場所を明確に区別する
・小胞体・ゴルジ体は一般的なタンパク質の合成・修飾経路（分泌経路）の一部であり、甲状腺に特有の反応（ヨウ素化）はコロイドで初めて起こる点に注意する
・「ヨウ素化反応」と「ホルモンの遊離（分解）」の場所を混同しやすい。ヨウ素化・カップリング反応はコロイド（濾胞腔）で、ホルモンの遊離はリソソームで起こる、という順序と場所を明確に区別する
・小胞体・ゴルジ体は一般的なタンパク質の合成・修飾経路（分泌経路）の一部であり、甲状腺に特有の反応（ヨウ素化）はコロイドで初めて起こる点に注意する
臨床メモ▼
薬剤師 あおい
このヨウ素化・カップリング反応を担う甲状腺ペルオキシダーゼ（TPO）は、抗甲状腺薬（チアマゾール、プロピルチオウラシル）の主な作用点でもあります。TPOを阻害することでヨウ素化・カップリング反応を止め、甲状腺ホルモンの合成を抑えるのがバセドウ病治療の基本的な考え方です。
また橋本病では、この合成過程で働くチログロブリンやTPO自体に対する自己抗体（抗TG抗体・抗TPO抗体）ができてしまい、甲状腺組織が破壊されてホルモンが作れなくなる、という関連も押さえておくと理解が深まります。
