アミノ酸の代謝
1.アミノ基転移反応の概要
α―アミノ酸がα―ケト酸にアミノ基をわたして新しいα−ケト酸とα−アミノ酸になる反応で、補酵素にはPLP(ピリドキサールリン酸、VB6)が必要である。
※α−アミノ酸:Lys、Thr、Pro以外
アミノトランスフェラーゼで有名なもの:AST(GOT)、ALT(GPT):肝機能検査で活躍
・ASTアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(GOTアスパラギン酸トランスアミナーゼ):肝臓、心臓に多い
α−ケトグルタル酸+アスパラギンサン酸⇔グルタミン酸+オキザロ酢酸
・ALTアラニンアミノトランスフェラーゼ(GPTアラニントランスアミナーゼ):肝臓、小腸に多い
α−ケトグルタル酸+アラニン⇔グルタミン酸+ピルビン酸
2.酸化的脱アミノ反応の概要
グルタミン酸は肝臓のミトコンドリアで酵素L−グルタミン酸脱水素酵素、補酵素NAD+によって、アンモニアが脱離してα―ケトグルタル酸になる。
酸化的脱アミノ反応はアミノ基転移反応と共役してアミノ酸からアンモニアを脱離させることができる。
3.尿素回路の概要
アミノ酸代謝によって生成したアンモニアは人体に有毒なので、毒性の低い尿素に代謝する経路がが必要である。それが尿素回路である。
アミノ酸代謝の代謝によって生成したアンモニア(アンモニアは肝臓のミトコンドリア内で発生する)は、カルバモイルリン酸(カルバモイルリン酸合成酵素T、CO2、2ATP、Mg2+)となりオルニチンと縮合してシトルリンとなり細胞質へでる。シトルリンは細胞質内でアスパラギン酸と縮合して(ATP消費)アルギノコハク酸となる。アルギノコハク酸は分解してフマル酸とアルギニンとなる。アルギニンは加水分解されてオルニチンと尿素となる。オルニチンは再び尿素回路でまわる。
4.脱炭酸反応の概要
アミノ酸は脱炭酸反応を受けて第一アミンとなり、多くが生理活性作用をもつ。補酵素にはPLPが必要で、反応は腸内細菌や動物組織でみられる。
・ヒスチジン→ヒスタミン(炎症)
・
5−ヒドロキシトリプトファン→セロトニン(神経伝達物質)
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グルタミン酸→GABA(抑制性神経伝達物質)
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チロシン→チラミン(神経伝達調節物質)
・
アスパラギン酸→β―アラニン(パントテン酸成分)
腐敗アミン:アグマチン(←アルギニン)、カダベリン(←リジン)
5.個々のアミノ酸(Met、Tyr、Phe、Typ、Gly、Asp)の代謝の概要
・Metの代謝
Metはメチル基転移反応を担っている。NAをAdr、ホスファチジルエタノールアミンをレシチン、グアニジノ酢酸をクレアチンにメチル化している。実質的にはMetからなるS−アデノシルメチオニンがメチル化を行う。反応後S−アデノシルホモシステインとなり、ホモシステインはTHFをとおしてSer、Glyや蟻酸から炭素一個をもらって再びMetとなる(コバラミンVB12関与)。
・Tyrの代謝
Tyr→チロキシン(T4)、トリヨードチロニン(T3)
→L-DOPA→→NA→Adr
→→メラニン色素(メラニン細胞)
・Pheの代謝
フェニルアラニンは酵素フェニルアラニン4―モノオキシゲナーゼ(水酸化酵素)、補酵素テトラヒドロビオプテリン(BH4)によってチロシンになる。
これらの酵素、補酵素が欠乏するとフェニルアラニンが代謝できなくなり、フェニルケトン尿症となり知能障害をきたす。
・Trpの代謝
セロトニンの合成原料
ニコチン酸、NADを生成
・Aspの代謝
ピリミジン、プリン骨格の合成原料
尿素回路で活躍
・Gly
メチル基の供給源(ホモシステイン→Met)
プリン骨格形成
解毒抱合
クレアチンの合成原料