糖原性アミノ酸(とうげんせいアミノさん、Glucogenic amino acid)とは、脱アミノ化(アミノ基転移による場合を含む)を受けた後、炭素骨格が糖新生に用いられるアミノ酸のことです。
クエン酸回路の中間体であるオキサロ酢酸から解糖系(糖新生系)を経由して、グルコース※1に転換されうるアミノ酸のことです。
オキサロ酢酸は、ホスホエノールピルビン酸を経由して糖新生に利用されます。
ホスホエノールピルビン酸は、オキサロ酢酸の脱炭酸によって生じ、1分子のGTPを加水分解し、この反応はホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼによって触媒され、糖新生の律速段階となるとされています。
なお、ホスホエノールピルビン酸からピルビン酸に変化する反応は不可逆反応である。このため、ピルビン酸から解糖系の逆反応で直接糖新生を行うことはできないとされています。
※1グルコース(glucose)は、分子式 C6H12O6を持つ単純な糖である。ブドウ糖(ブドウとう、(葡萄糖)とも呼ばれます。
[分類]
糖原性アミノ酸は、以下で構成されています。
ピルビン酸からオキサロ酢酸になり糖新生に入るもの
• アラニン
• グリシン
• セリン
• トレオニン
• システイン
• トリプトファン
プロピオン酸等からスクシニルCoA(コハク酸の誘導体)になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• イソロイシン
• メチオニン
• バリン
オキサロ酢酸になり糖新生に入るもの
• アスパラギン酸
α-ケトグルタル酸になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• アルギニン
• グルタミン酸
• ヒスチジン
• プロリン
フマル酸になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• チロシン
• フェニルアラニン
[オキサロ酢酸のミトコンドリアの内膜の通過編集]
オキサロ酢酸はそのままではミトコンドリアの内膜を通過できないので、ミトコンドリアから細胞質へのホスホエノールピルビン酸の輸送は、リンゴ酸/ホスホエノールピルビン酸シャトルによって調停されています。
そして、オキサロ酢酸がミトコンドリアから出るためにリンゴ酸デヒドロゲナーゼによってリンゴ酸に還元され、リンゴ酸としてミトコンドリア内膜を通過すとされ、ミトコンドリア外の細胞質で再びリンゴ酸デヒドロゲナーゼによってオキサロ酢酸に酸化され、最終的にはホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)によってホスホエノールピルビン酸に変換されます。
全体的にこの反応のギブズエネルギーの総和は⊿G'゜=0.9 kJ/molです。
・(ミトコンドリア内)
段階1:ピルビン酸+HCO−
3+ATP → オキザロ酢酸+ADP+Pi
ピルビン酸カルボキシラーゼにより進む。
段階2:オキザロ酢酸 + NADH + H←→
L-リンゴ酸 + NAD
リンゴ酸デヒドロゲナーゼにより進む。(リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルによりリンゴ酸としてミトコンドリア内膜、外膜を通過し細胞質に到達)
段階3:L-リンゴ酸 + NAD ←→ オキザロ酢酸 + NADH + H+
この反応もリンゴ酸デヒドロゲナーゼにより進む。
段階4:オキザロ酢酸+GTP → ホスホエノールピルビン酸 + GDP + CO2
ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(phosphoenolpyruvate carboxykinase)により進む。
[まとめ]
今回は、糖原性アミノ酸の代謝について解説していきました。
糖原性アミノ酸はオキサロ酢酸から糖新生されアミノ酸
ピルビン酸からオキサロ酢酸に変換される代謝経路
クエン酸回路に入ってオキサロ酢酸に変換される代謝経路
糖原性アミノ酸の代謝経路だけを知っても何に使えるのかといえばかなり難しいですが、
今後、他の代謝を理解する上で重要な知識になるので全体の流れだけでも頭に入れておくといいのではないかと思います!
クエン酸回路の中間体であるオキサロ酢酸から解糖系(糖新生系)を経由して、グルコース※1に転換されうるアミノ酸のことです。
オキサロ酢酸は、ホスホエノールピルビン酸を経由して糖新生に利用されます。
ホスホエノールピルビン酸は、オキサロ酢酸の脱炭酸によって生じ、1分子のGTPを加水分解し、この反応はホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼによって触媒され、糖新生の律速段階となるとされています。
なお、ホスホエノールピルビン酸からピルビン酸に変化する反応は不可逆反応である。このため、ピルビン酸から解糖系の逆反応で直接糖新生を行うことはできないとされています。
※1グルコース(glucose)は、分子式 C6H12O6を持つ単純な糖である。ブドウ糖(ブドウとう、(葡萄糖)とも呼ばれます。
[分類]

糖原性アミノ酸は、以下で構成されています。
ピルビン酸からオキサロ酢酸になり糖新生に入るもの
• アラニン
• グリシン
• セリン
• トレオニン
• システイン
• トリプトファン
プロピオン酸等からスクシニルCoA(コハク酸の誘導体)になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• イソロイシン
• メチオニン
• バリン
オキサロ酢酸になり糖新生に入るもの
• アスパラギン酸
α-ケトグルタル酸になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• アルギニン
• グルタミン酸
• ヒスチジン
• プロリン
フマル酸になりクエン酸回路のオキサロ酢酸から糖新生に入るもの
• チロシン
• フェニルアラニン
[オキサロ酢酸のミトコンドリアの内膜の通過編集]
オキサロ酢酸はそのままではミトコンドリアの内膜を通過できないので、ミトコンドリアから細胞質へのホスホエノールピルビン酸の輸送は、リンゴ酸/ホスホエノールピルビン酸シャトルによって調停されています。
そして、オキサロ酢酸がミトコンドリアから出るためにリンゴ酸デヒドロゲナーゼによってリンゴ酸に還元され、リンゴ酸としてミトコンドリア内膜を通過すとされ、ミトコンドリア外の細胞質で再びリンゴ酸デヒドロゲナーゼによってオキサロ酢酸に酸化され、最終的にはホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)によってホスホエノールピルビン酸に変換されます。
全体的にこの反応のギブズエネルギーの総和は⊿G'゜=0.9 kJ/molです。
・(ミトコンドリア内)
段階1:ピルビン酸+HCO−
3+ATP → オキザロ酢酸+ADP+Pi
ピルビン酸カルボキシラーゼにより進む。
段階2:オキザロ酢酸 + NADH + H←→
L-リンゴ酸 + NAD
リンゴ酸デヒドロゲナーゼにより進む。(リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルによりリンゴ酸としてミトコンドリア内膜、外膜を通過し細胞質に到達)
段階3:L-リンゴ酸 + NAD ←→ オキザロ酢酸 + NADH + H+
この反応もリンゴ酸デヒドロゲナーゼにより進む。
段階4:オキザロ酢酸+GTP → ホスホエノールピルビン酸 + GDP + CO2
ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(phosphoenolpyruvate carboxykinase)により進む。
[まとめ]
今回は、糖原性アミノ酸の代謝について解説していきました。
糖原性アミノ酸はオキサロ酢酸から糖新生されアミノ酸
ピルビン酸からオキサロ酢酸に変換される代謝経路
クエン酸回路に入ってオキサロ酢酸に変換される代謝経路
糖原性アミノ酸の代謝経路だけを知っても何に使えるのかといえばかなり難しいですが、
今後、他の代謝を理解する上で重要な知識になるので全体の流れだけでも頭に入れておくといいのではないかと思います!
また、ケトジェニック中に糖原性アミノ酸を
摂取し過ぎると、体内で糖質が合成される関係上、
予定している糖質量より多くなってしまう可能性がありますので、プロテインの摂取量は気をつけて頂くようにお願いします(^^)
次回はケト原性アミノ酸になります!

