Glucuronidation of estrone and 16alfa-hydroxyestrone

Estrogeenit ovat naissukupuolihormoneja, joilla on sekä perimää vaurioittavia että solujen jakautumista kiihdyttäviä vaikutuksia. Elämänaikainen estrogeenialtistus liittyy useiden syöpien kehittymiseen. Estroni on estrogeenireseptorin heikko agonisti, mutta se on 17β-estradiolin, 16α-hydroksiestronin ja katekoliestrogeenien biosynteesin lähtöaine. Vaikka 16α-hydroksiestronilla on heikko affiniteetti estrogeenireseptoriin, se sitoutuu reseptoriin kovalenttisesti ja vaikuttaa muita estrogeeneja pidempään. UDP-glukuronosyylitransferaasit (UGT:t) ovat faasin II metaboliaentsyymejä, jotka liittävät estrogeeneihin glukuronidihapon tehden niistä vesiliukoisempia. UGT-geenien polymorfiat liittyvät steroidien erittymiseen kehosta ja joidenkin syöpien kehitykseen. UGT1A-alaperheen entsyymit glukuronidoivat pääsääntöisesti estrogeenien 3-hydroksyyliä, kun taas UGT2B-alaperheen aktiivisuus kohdistuu 16- ja 17-hydroksyyleihin. Estronin glukuronidaatiosta julkaistut tulokset ovat epätäydellisiä ja ristiriitaisia, kun taas 16α-hydroksiestronin glukuronidaatiota ei ole aiemmin tutkittu järjestelmällisesti. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tunnistaa estronia ja 16α-hydroksiestronia glukuronidoivat UGT:t ja tarkastella aktiivisten entsyymien glukuronidaatiokinetiikkaa. Lisäksi tutkittiin naudan seerumin albumiinin (BSA), dimetyylisulfoksidin (DMSO) ja aminohappojen UGT1A10F90 ja UGT1A10F93 vaikutusta glukuronidaatioaktiivisuuteen. Aktiivisuusmittauksissa käytettiin sekä rekombinanttientsyymejä että ihmisen maksa- ja suolistomikrosomeja. Syntyneet glukuronidit analysoitiin korkean suorituskyvyn nestekromatografialla ja kvantitoitiin UV-absorbanssin perusteella. UGT1A3, UGT1A10 ja UGT2A1 olivat aktiivisimpia estronin glukuronidaatiossa, ja UGT1A10, UGT2A1 ja UGT2B7 konjugoivat 16α-hydroksiestronia tehokkaimmin. UGT1A10:llä oli korkein Vmaxarvo molempien substraattien konjugaatiossa, vaikka se glukuronidoi estronia nopeammin kuin 16α-hydroksiestronia. Osoittautui, että UGT1A10F93 vaikuttaa estronin ja 16α-hydroksiestronin erilaiseen glukuronidaationopeuteen. 16α-hydroksiestronin affiniteetti oli korkein UGT2B7:ään, kun taas UGT2B17 konjugoi 16α-hydroksiestronia suhteellisen hitaasti. Tulokset tukevat aiempien tutkimusten havaintoja, joiden mukaan UGT2B7 suosii α-konfiguraatiossa olevia hydroksyylejä, kun taas UGT2B17 on tehokkaimmillaan β-hydroksyylien glukuronidoimisessa. UGT2A1:n toiminnassa ei havaittu selvää regioselektiivisyyttä, mutta sillä oli varsin heikko affiniteetti kumpaakin substraattia kohtaan. DMSO:n havaittiin heikentävän UGT:iden aktiivisuutta. Sen käyttö oli kuitenkin välttämätöntä lipofiilisten substraattien liuottamiseksi. DMSO:n pitoisuus on pidettävä vakiona vertailukelpoisten tulosten tuottamiseksi esimerkiksi kineettisiä tutkimuksia varten. BSA muutti erityisesti UGT2A1:n kinetiikkaa, ja myös sillä oli substraattien liukoisuutta parantava vaikutus.