HEM1 アクチベーター

一般的なHEM1活性化物質としては、ガバペンチンCAS 60142-96-3、グリセオフルビンCAS 126-07-8、サクシニルアセトンCAS 51568-18-4、グリシンCAS 56-40-6、レブリン酸CAS 123-76-2が挙げられるが、これらに限定されない。

HEM1はSaccharomyces cerevisiaeの細胞機構において極めて重要な遺伝子であり、ヘムの生合成経路の要である酵素5-アミノレブリン酸合成酵素をコードしている。鉄を含む化合物であるヘムは、ミトコンドリアの電子輸送とATP合成に不可欠なシトクロムなどの様々なヘムタンパク質の活性中心を形成する必須の補欠基である。したがってHEM1遺伝子は、細胞の代謝機構において基礎的な役割を果たし、これらの重要なヘムタンパク質の合成を可能にすることによってエネルギーの生産に影響を及ぼす。HEM1遺伝子の発現は、代謝要求や環境的な合図によって変動するヘムに対する細胞の必要性に影響される。代謝活動が活発な時期や、鉄の供給が十分な時期など、ヘムの需要が増加すると、細胞はこの重要な分子の十分な供給を確保するために、HEM1の発現をアップレギュレートすることがある。

いくつかの化学物質は、ヘム産生増加の必要性をシグナル伝達することによって、あるいはヘム生合成経路の基質を提供することによって、HEM1の発現を誘導する活性化因子としての役割を果たすことができる。ガバペンチンやグルコースなどの化合物は、HEM1の発現上昇につながる細胞経路を刺激することが知られている。例えば、ガバペンチンはヒト細胞でALAS1 mRNAのレベルを上昇させることが観察されており、酵母でも同様のメカニズムが働いて、HEM1の発現を上昇させる可能性を示唆している。主要なエネルギー源であるグルコースは、細胞内の全体的なエネルギー回転を増加させ、その結果、急増するエネルギー代謝をサポートするためにより多くのヘムが必要となり、間接的にHEM1発現の刺激につながる可能性がある。ヘム生合成経路の前駆体であるレブリン酸も、それがコードする酵素の基質プールを高めることによって、HEM1の発現を刺激する可能性がある。ヘム分子の重要な成分である鉄は、ヘム合成の基質であると同時に調節因子でもあるという二重の役割を果たしている。硫酸鉄(II)が豊富であれば、細胞にHEM1の発現を誘導するシグナルを送り、ヘム合成が鉄の利用可能性に追いつくようにすることができる。これらの活性化因子を総合すると、5-アミノレブリン酸合成酵素の合成を増加させ、それによって細胞のヘム要求量を満たす能力を促進する。