代謝MAP

アミノ酸は代謝ネットワークのハブ的な存在なので、アミノ酸のことを知るためには代謝マップを理解していることが望ましいです。ここではアミノ酸代謝にとって重要な代謝マップの解説をしています。


尿素サイクル

アミノ酸代謝で生じたアンモニアは尿素サイクルで処理され、尿素、クレアチニンやアンモニアとして尿へ排泄されます。アンモニアは毒性が高く、脳や筋肉代謝で生じたアンモニウムはグルタミン酸‐アンモニアリアーゼでグルタミンのアミド窒素に変化され血中に入り、主に肝臓で処理されます。グルタミンは血中アミノ酸の中では最も量が多く、アンモニアの無毒な輸送形態と考えられます。アンモニウムイオンはそのままの形で腎臓から尿へ排出される経路もありますが、窒素の主たる代謝最終産物である尿素を生成する経路は肝細胞にあります。尿素サイクルの概略を図に示しました。

アミノ酸代謝で生じたアンモニアはミトコンドリア内でカルバモイルリン酸を生成し、オルニチンと反応してシトルリンになります。シトルリンはミトコンドリアから細胞質へ移行します。一方、肝細胞内に取り込まれたアスパラギン酸とシトルリンからアルギニノコハク酸が生成します。このアルギニノコハク酸からフマル酸が離れアルギニンへと代謝され、生成したアルギニンからアルギナーゼの作用によって尿素とオルニチンが生成されます。

尿素は水様性ですので、肝細胞から血液に出て腎臓から尿中には排泄されます。オルニチンは再びミトコンドリアへと運ばれ、この尿素サイクルは繰り返すことができます。一方、フマル酸はオキザロ酸として糖新生に利用されます。結果として1分子のアンモニアと1分子のアスパラギン酸と二酸化炭素から1分子の尿素が合成されます。