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 L-アスパラギンの骨格式
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 生理学的条件下でのL-アスパラギンの骨格式
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| 名前 | |||
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| IUPAC名
アスパラギン
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| その他の名前
2-アミノ-3-カルバモイルプロパン酸
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.019.565 | ||
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| Ｃ4Ｈ8Ｎ2Ｏ3の | |||
| モル質量 | 132.119 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 白い結晶 | ||
| 密度 | 1.543グラム/ cm3 | ||
| 融点 | 234 °C (453 °F; 507 K) | ||
| 沸点 | 438 °C (820 °F; 711 K) | ||
| 2.94g/100mL | |||
| 溶解度 | 酸、塩基に溶ける、メタノール、エタノール、エーテル、ベンゼンにはほとんど溶けない | ||
| ログP | −3.82 | ||
| 酸性度（p Ka） |
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磁化率（χ）
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-69.5·10 −6 cm 3 /モル | ||
| 構造 | |||
| 斜方晶系 | |||
| 熱化学 | |||
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−789.4 kJ/モル | ||
| 危険 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 引火点 | 219 °C (426 °F; 492 K) | ||
| 安全データシート（SDS） | シグマ・アルリッチ | ||
| 補足データページ | |||
| アスパラギン（データページ） | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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アスパラギン（記号AsnまたはN [2] ）は、タンパク質の生合成に用いられるα-アミノ酸である。これは、α-アミノ基（プロトン化された−NH+
3アミノ酸には、α-カルボン酸基（生物学的条件下では脱プロトン化された −COO −型）、α-カルボン酸基、および側鎖カルボキサミドがあり、極性（生理学的 pH で）の脂肪族アミノ酸に分類されます。ヒトでは必須アミノ酸ではないため、体内で合成できます。コドンAAU および AACによってコードされます。
アスパラギンを表す1文字の記号Nは任意に割り当てられ、[3]提案された記憶法asparagi N e; [4]
歴史
アスパラギンは、1806年にフランスの化学者ルイ・ニコラ・ヴォークランとピエール・ジャン・ロビケ（当時は若い助手）によって結晶の形で初めて単離されました。アスパラガスジュースから単離され、[5] [6]豊富に含まれているため、この名前が付けられました。アスパラギンは単離された最初のアミノ酸でした。[7]
3年後の1809年、ピエール・ジャン・ロビケは甘草の根からアスパラギンと非常によく似た性質を持つ物質を特定し[8]、プリッソンは1828年にそれがアスパラギンそのものであると特定した[9] [10]。
アスパラギンの構造決定には何十年もの研究が必要だった。アスパラギンの経験則式は、1833年にフランスの化学者アントワーヌ・フランソワ・ブートロン・シャルラールとテオフィル・ジュール・ペルーズによって初めて決定された。同年、ドイツの化学者ユストゥス・リービッヒはより正確な式を提供した。[11] [12] 1846年、イタリアの化学者ラファエレ・ピリアはアスパラギンを亜硝酸で処理し、分子のアミン（–NH 2）基を除去してアスパラギンをリンゴ酸に変換した。[13] これにより、分子の基本構造が明らかになった：4つの炭素原子の鎖。ピリアは、アスパラギンはリンゴ酸のジアミドであると考えていた。[14]しかし、1862年、ドイツの化学者ヘルマン・コルベはこの推測が誤りであることを示した。代わりに、コルベはアスパラギンはコハク酸のアミンのアミドであると結論付けました。[15] 1886年、イタリアの化学者アルナルド・ピウッティ（1857–1928）は、アスパラギンの天然形態の鏡像、つまり「エナンチオマー」を発見しました。これはアスパラギンと多くの特性を共有していましたが、アスパラギンとは異なる点もありました。[16] アスパラギンの構造はまだ完全にはわかっていなかったため（分子内のアミン基の位置はまだ決まっていませんでした[17]）、ピウッティはアスパラギンを合成し、1888年にその真の構造を発表しました。[18]
タンパク質の構造機能
アスパラギン側鎖はペプチド骨格と水素結合相互作用を形成できるため、アスパラギン残基は、αヘリックスの始まり近くにasx ターンやasx モチーフとして、また同様のターン モチーフとして、またはベータ シートのアミド リングとしてよく見られます。その役割は、本来はポリペプチド骨格によって満たされるはずの水素結合相互作用を「キャップ」することだと考えられます。
アスパラギンは、 N結合型グリコシル化、つまりタンパク質鎖への糖鎖の付加による修飾のための重要な部位でもあります。通常、アスパラギン残基のC側にX-セリンまたはX-スレオニンが隣接している場合にのみ、糖鎖ツリーをアスパラギン残基に付加できます。ここで、Xはプロリンを除く任意のアミノ酸です。[19]
アスパラギンはHIF1低酸素誘導性転写因子内で水酸化される。この修飾はHIF1を介した遺伝子活性化を阻害する。[20]
出典
食事源
アスパラギンは人間にとって必須ではありません。つまり、中枢代謝経路の中間体から合成することができ、食事から摂取する必要はありません。
アスパラギンは以下のものに含まれています:
生合成と異化
アスパラギンの前駆体はオキサロ酢酸であり、トランスアミナーゼ酵素によってアスパラギン酸に変換される。この酵素はグルタミン酸のアミノ基をオキサロ酢酸に転移させ、 α-ケトグルタル酸とアスパラギン酸を生成する。アスパラギン合成酵素はアスパラギン酸、グルタミン、ATPからアスパラギン、AMP、グルタミン酸、ピロリン酸を生成する。アスパラギン合成酵素はATPを使用してアスパラギン酸を活性化し、β-アスパルチルAMPを形成する。 グルタミンはアンモニウム基を供与し、β-アスパルチルAMPと反応してアスパラギンと遊離AMPを形成する。[21]
生合成の逆反応で、アスパラギンはアスパラギナーゼによってアスパラギン酸に加水分解される。その後、アスパラギン酸はアミノ基転移を受けて、α-ケトグルタル酸からグルタミン酸とオキサロ酢酸が形成される。オキサロ酢酸はクエン酸回路（クレブス回路）に入る。 [21]
アクリルアミド論争
アスパラギンと還元糖またはその他のカルボニル源の混合物を加熱すると、食品中にアクリルアミドが生成されます。これらの生成物は、フライドポテト、ポテトチップス、トーストしたパンなどの焼き菓子に含まれています。アクリルアミドは肝臓でグリシダミドに変換され、発がん性がある可能性があります。[22]
関数
アスパラギン合成酵素は脳の正常な発達に必要である。[23]アスパラギンはポックスウイルスの複製中のタンパク質合成にも関与している。[24]
N-アセチルグルコサミンのアスパラギンへの付加は、小胞体内のオリゴ糖転移酵素によって行われる。[25]この糖化はタンパク質の構造[26]と機能[27]に関与している。
参考文献
- ^ Haynes WM編 (2016). CRC化学物理ハンドブック（第97版）. CRC Press . pp. 5–89. ISBN 978-1498754286。
- ^ 「アミノ酸とペプチドの命名法と記号」。IUPAC-IUB生化学命名法合同委員会。1983年。2008年10月9日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年3月5日閲覧。
- ^ 「 IUPAC -IUB生化学命名法委員会 アミノ酸配列の1文字表記法」。Journal of Biological Chemistry。243 (13): 3557–3559。1968年7月10日。doi : 10.1016/S0021-9258(19)34176-6。
- ^ Adoga, Godwin I; Nicholson, Bh (1988年1月). 「編集者への手紙」.生化学教育. 16 (1): 49. doi :10.1016/0307-4412(88)90026-X.
- ^ ヴォークラン LN、ロビケ PJ (1806)。 「アスペルジュの問題を解決するためのヌーボーの原則」。アンナレス・ド・シミ（フランス語）。57：88～93。hdl :2027/nyp.33433062722578。
- ^ Plimmer RH (1912) [1908]. Plimmer RH、Hopkins FG (編)。タンパク質の化学組成。生化学のモノグラフ。第1部分析（第2版）。ロンドン：Longmans、Green and Co.、p.112 。 2010年1月18日閲覧。
- ^ Anfinsen CB、Edsall JT、Richards FM (1972)。タンパク質化学 の進歩。ニューヨーク：アカデミックプレス。pp. 99、103。ISBN 978-0-12-034226-6。
- ^ ロビケット PJ (1809)。 「Analyse de la racine de réglisse」[甘草の根の分析]。Annales de Chimie et de Physique (フランス語)。72 (1): 143–159。
- ^ プリッソン A (1828)。 「De l'indentité de l'asparagine avec l'agedoïte」[アスパラギンとアゲドイテの同一性について]。Journal de Pharmacie et des Sciences Accessoires (フランス語)。14 (4): 177–182。
- ^ Felter HW、Lloyd JU (1898)。「Glycyrrhiza (USP) - Glycyrrhiza」。King 's American Dispensatory。Henriette 's Herbal Homepage。
- ^ ブトロン＝チャーラード;ペルーズ (1833)。 「Ueber das Asparamid (Asparagin des Herrn Robiquet) und die Asparamidsäure」 [アスパラミド (ロビケ氏のアスパラギン) とアスパラギン酸について]。Annalen der Chemie (ドイツ語)。6：75～88。土井：10.1002/jlac.18330060111。 アスパラギンの実験式は 80 ページに記載されています。
- ^ リービッヒ J (1833)。 「Ueber die Zusammensetzung des Asparamids und der Asparaginsäure」[アスパラミド[アスパラギン]とアスパラギン酸の組成について]。Annalen der Chemie (ドイツ語)。7 (14): 146–150。ビブコード:1834AnP...107..220L。土井：10.1002/andp.18341071405。 実験式は 149 ページにあります。下付き文字を 2 で割ると式は正確になります。
- ^ 参照:
- ピリア R (1846 年 1 月)。 「Studi sulla costituzione chimica dell'asparagina e dell'acido aspartico」[アスパラギンとアスパラギン酸の化学構造の研究]。イル・シメント（イタリア語）。4：55～73。土井：10.1007/BF02532918。S2CID 177614807。
- フランス語訳: ピリア R (1848)。 「Recherches sur la construction chimique de l'asparagine et de l'acide aspartique」[アスパラギンとアスパラギン酸の化学構造の研究]。アナール・ド・シミーとフィジーク。シリーズ第3弾（フランス語）。22：160-179。 p. より175: 「…、アスパラギンと酸性のアスパルティックのルイ・メムの声、異常な破壊、低窒酸性酸の影響、アゾットと酸性マリクの影響について」 。」 （…さらに、アスパラギンとアスパラギン酸自体が亜硝酸の影響下で驚くほど容易に分解され、窒素ガスとリンゴ酸になることがわかります。）
- ^ Plimmer RH (1912). タンパク質の化学構成。パート I: 分析 (第 2 版). ロンドン、イギリス: Longmans、Green and Co. p. 112。
- ^ コルベ H (1862)。 「Ueber die chemische Construction des Asparagins und der Asparaginsäure」[アスパラギンとアスパラギン酸の化学構成について]。Annalen der Chemie (ドイツ語)。121 (2): 232–236。土井：10.1002/jlac.18621210209。
- ^ ピウッティ A (1886)。 「Ein neues Asparagin」[新しいアスパラギン]。Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft (ドイツ語)。19 (2): 1691 ～ 1695 年。土井：10.1002/cber.18860190211。
- ^ フランスの化学者エドゥアール・グリモーは、アミン基（–NH 2）がアミド基（–C(O)NH 2）の隣に位置していると考えていたが、イタリアの化学者イシリオ・グアレスキは、アミン基がカルボキシル基（–COOH）の隣に位置していると考えていた。
- グリモー E (1875)。 「Recherches synthétiques sur le groupe urique」[尿酸基の総合的研究]。パリ社会学会誌「Chimique de Paris」。シリーズ第２弾（フランス語）。24 : 337–355。352 ページで、グリモーはアスパラギンの 2 つの推定構造を示し、353 ページで構造 (I.) を支持していますが、これは誤りです。353 ページから: 「… アスパラギンには、I でマークされた式が採用されるべきであるように思われます…」 (… アスパラギンには、I でマークされた式が採用されるべきであるように思われます…)
- グアレスキ 1 世 (1876)。 「Studi sull' asparagine e sull' Acido aspartico」[アスパラギンとアスパラギン酸の研究]。アッティ・デッラ・レアーレ・アカデミア・デル・リンセイ。シリーズ第 2 弾（イタリア語）。 3 (パート 2): 378–393。388 ページで、Guareschi はアスパラギンの 2 つの構造 (α と β) を提案し、正しい α を支持しました。388 ページから: 「αという式は、次の理由で私にとって好ましいように思われます: … 」
- 英語の要約： Guareschi J (1877)。「アスパラギンとアスパラギン酸」。Journal of the Chemical Society。31 ： 457–459 。特に458ページを参照してください。
- ^ ピウッティ A (1888)。 「Sintesi e costituzione delle asparagine」[アスパラギンの合成と構成]。ガゼッタ・チミカ・イタリアーナ（イタリア語）。18 : 457–472。
- ^ Brooker R, Widmaier E, Graham L, Stiling P, Hasenkampf C, Hunter F, Bidochka M, Riggs D (2010). 「第 5 章: 細胞組織のシステム生物学」.生物学(カナダ版). アメリカ合衆国: McGraw-Hill Ryerson. pp. 105–106. ISBN 978-0-07-074175-1。
- ^ Lando D、Peet DJ、Gorman JJ、Whelan DA、Whitelaw ML、Bruick RK (2002 年 6 月)。「FIH-1 は、低酸素誘導因子の転写活性を制御するアスパラギン酸ヒドロキシラーゼ酵素です」。遺伝子と 発達。16 ( 12 ): 1466–71。doi :10.1101/gad.991402。PMC 186346。PMID 12080085。
- ^ ab Berg, Jeremy; Tymoczko, John; Stryer, Lubert (2002). 生化学（第5版）. ニューヨーク: WH Freeman. p. 968. ISBN 0716746840. 2021年5月27日閲覧。
- ^フリードマン、 メンデル(2003)。「アクリルアミドの化学、生化学、安全性。レビュー」。農業および食品化学ジャーナル。51 (16): 4504–4526。doi :10.1021/jf030204+ 。PMID 14705871。
- ^ Ruzzo EK、Capo-Chichi JM、Ben - Zeev B、Chitayat D、Mao H、Pappas AL、他 (2013 年 10 月)。「アスパラギン合成酵素の欠損は先天性小頭症および進行性脳症を引き起こす」。Neuron . 80 (2): 429–41. doi :10.1016/j.neuron.2013.08.013. PMC 3820368 . PMID 24139043。
- ^ Pant A、Cao S、Yang Z（2019年7月）。Shisler JL（編）。「アスパラギンはグルタミン欠乏時のワクシニアウイルスタンパク質合成の重要な制限代謝物である」。Journal of Virology。93 （ 13）：e01834–18、/jvi/93/13/JVI.01834–18.atom。doi ： 10.1128 / JVI.01834-18。PMC 6580962。PMID 30996100。
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外部リンク
- GMD MSスペクトル