アミノ酸の分解とアンモニアの代謝 タンパク質やアミノ酸はどこにでもあるありふれた食材ですが、実は分解されるとアンモニアという、体に非常に有害な物質を産生します。これは、普段われわれが何も気にせずに飲んでいる水が、実はH+(酸)とOH-(アルカリ)で出来ているのと似ているように感じます。今回、アミノ酸の分解に伴って産生されるアンモニアを、生体はどのようにして無毒化しているかを考えましょう。
(側鎖にもアミノ基を持っているアミノ酸の例) リジン (側鎖にもアミノ基を持っているアミノ酸の例) アミノ酸の基本骨格 α(アルファ) α-アミノ基 α-カルボキシル基 β(ベータ) γ(ガンマ) α炭素 Residue:残基 δ(デルタ) アミノ酸はα位にアミノ基とカルボキシル基を有する ε(イプシロン) アミノ酸 不要なアミノ酸の分解 まずα-アミノ基を移動させよう (アミノ基転位反応) イプシロン位の炭素に結合している アミノ基なので、イプシロンアミノ基という H + H 3 N C C O O - R アミノトランスフェラーゼ TCA回路 転位酵素 グルタミン酸 α-ケトグルタル酸 O C - R α-ケト酸(アミノ酸からアミノ基の外れた残りは TCA回路や解糖系の中間体と同じ構造) TCA回路や糖代謝に使われる
(グルタミン酸オキサロ酢酸トランスフェラーゼ) (グルタミン酸ピルビン酸トランスフェラーゼ) アミノ基転位反応の例 ピルビン酸 アスパラギン酸 TCA回路 α-ケトグルタル酸 オキサロ酢酸 + グルタミン酸 GOT (グルタミン酸オキサロ酢酸トランスフェラーゼ) TCA回路で使われる ピルビン酸 解糖系で使われる アラニン TCA回路 α-ケトグルタル酸 ピルビン酸 + グルタミン酸 GPT (グルタミン酸ピルビン酸トランスフェラーゼ) ポイント 1:アミノ基転位反応でグルタミン酸が生成する 2:できたオキサロ酢酸やピルビン酸はTCA回路や糖代謝に使われる
グルタミン酸の分解 血液を経て排泄 尿素 そのまま排泄 尿素サイクル 腎臓では 肝臓では TCA回路 NH3 グルタミン酸デヒドロゲナーゼ α-ケトグルタル酸 ピルビン酸 TCAで再利用 腎臓では そのまま排泄 NH3 + H 3 N α-ケトグルタル酸 グルタミン酸デヒドロゲナーゼ グルタミン酸
尿素サイクル(オルニチンサイクル) 2ATP 2ADP +P NH3 ミトコンドリア内 カルバモイルリン酸 CO2 オルニチン シトルリン アンモニア由来 O C N H 2 シトルリン オルニチン 排泄 尿素 ATP H2O アルギニン由来 アルギニン AMP + PP アルギノコハク酸 細胞質 フマル酸