1. α-アミノ基の分解
2. 炭素骨格の分解

α-アミノ基の分解

アミノ酸の分解は、ユニットごとに考えると都合がよい。まずは右のアミノ酸の基本構造を思い出そう。

カルボキシル基 -COOH とアミノ基 -NH₂ が同じ炭素に結合しているものを α-アミノ酸、その炭素を α 炭素という。

アミノ酸分解で重要なのは、第一に α 炭素に結合している -NH₂, α-amino group の扱いである (1)。これは有害なアンモニアを生み出す恐れがあるので、分解されるアミノ酸から適切に取り外して処理されなければならない。アミノ酸の種類によって、いくつかのパターンがある。

ここでは、上記の反応のうち グルタミン酸を介する分解 の概要を示す。この反応は肝臓で行われる。

肝臓以外では、筋肉でアミノ酸の分解が生じるが、筋肉には尿素回路がない ために、アミノ基の窒素が肝臓へ輸送されなければならない (1)。これは Ala またはグルタミンを使って行われる。Ala のページに、Ala を利用した輸送の詳細がある。

1. アミノ基の置換

ここで α-KG やグルタミン酸が突然出てくるのは、単に両者の構造が似ているからである。以下の図に見るように、α-KG にアミノ基をつけるとグルタミン酸になる。

グルタミン酸の生合成という観点から考えた場合、これはいくつかある生合成反応の一つである。

• α-KG とアンモニアからグルタミン酸を生合成する反応
  
• 神経細胞で、グルコースから神経伝達物質の Glu, Gln, GABAを作る経路。
  
• この反応は、グルタミン酸デヒドロゲナーゼに触媒される。

• PLP はビタミン B₆ = pyridoxine の誘導体である。

2. グルタミン酸の分解

グルタミン酸は、グルタミン酸デヒドロゲナーゼ glutamate dehydrogenase によって α-KG とアンモニウムイオンになる。詳細は Glu のページ を参照のこと。重要な点は、

1. この反応はミトコンドリアで起こる。NH₄⁺ が有害なので隔離されている。
2. 分解は主に肝臓で起こる。
3. グルタミン酸合成の逆反応である。

3. 尿素の合成

尿素回路 urea cycle のページを参照のこと。

炭素骨格の分解

アミノ基以外の部分は、原則として以下のいずれかの方法で代謝される (1)。

1. 糖新生経路に乗せてグルコースにする。
2. TCA 回路に乗せて酸化する。

下の図は、それらの経路の概要を示したものである。詳細は 糖原性アミノ酸のページ を参照のこと。また、以下のアミノ酸については、個々のページで分解反応についても言及してある。

• アラニン

図は Wikipedia からのもの (2) であるが、ストライヤー生化学と概ね同じであることを確認済みである。

コメント欄

サーバー移転のため、コメント欄は一時閉鎖中です。サイドバーから「管理人への質問」へどうぞ。

References

1. Amazon link: Berg et al. Biochemistry: 使っているのは 6 版ですが 7 版を紹介しています。
2. "Amino acid catabolism revised" by Mikael Häggström - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Amino_acid_catabolism.svg. Licensed under CC0 via Wikimedia Commons.
3. 下村 2009a (Review). 分岐鎖アミノ酸 (BCAA) 代謝の調節機構. 化学と生物 47, 480-485.