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 L-イソロイシンの骨格式
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| 名前 | |||
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| IUPAC名
イソロイシン
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| その他の名前
(2 S ,3 S )-2-アミノ-3-メチルペンタン酸
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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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 | 100.000.726 | ||
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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 | |||
| Ｃ6Ｈ13ＮＯ2 | |||
| モル質量 | 131.175 グラムモル−1 | ||
磁化率（χ）
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−84.9·10 −6 cm 3 /モル | ||
| 補足データページ | |||
| イソロイシン（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。
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イソロイシン（記号IleまたはI）[1]は、タンパク質の生合成に用いられるα-アミノ酸である。α-アミノ基（生物学的条件下ではプロトン化された−NH + 3の形である）、 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 −の形である）、および分岐を有する炭化水素側鎖（中心の炭素原子が3つの他の炭素原子に結合している）を含む。イソロイシンは、非極性、非電荷（生理的pHで）、分岐鎖、脂肪族アミノ酸に分類される。イソロイシンはヒトにとって必須であり、体内で合成できない。必須アミノ酸はヒトの食事に必要である。植物では、イソロイシンはトレオニンとメチオニンから合成できる。[2]植物および細菌では、イソロイシンはロイシン生合成酵素を用いてピルビン酸から合成される。 [3]コドンAUU、AUC、およびAUAによってコード化されて いる。
代謝
生合成
植物や微生物では、イソロイシンはピルビン酸とα-ケト酪酸から合成されます。この経路はヒトには存在しません。この生合成に関与する酵素には以下のものがあります: [4]
- アセト乳酸合成酵素（アセトヒドロキシ酸合成酵素とも呼ばれる）
- アセトヒドロキシ酸イソメロレダクターゼ
- ジヒドロキシ酸脱水酵素
- バリンアミノトランスフェラーゼ
異化
イソロイシンは糖生成アミノ酸とケトン生成アミノ酸の両方である。[4] α-ケトグルタル酸とのアミノ基転移後、炭素骨格は酸化され、プロピオニルCoAとアセチルCoAに分割される。プロピオニルCoAはスクシニルCoAに変換され、これはTCA回路の中間体であり、糖新生（したがって糖生成）のためのオキサロ酢酸に変換できる。哺乳類ではアセチルCoAは炭水化物に変換できないが、オキサロ酢酸と縮合してクエン酸を形成することでTCA回路に供給されるか、ケトン体（したがってケトン生成）または脂肪酸の合成に使用される。[5]
代謝性疾患
以下の代謝性疾患ではイソロイシンの分解が阻害されます。
- マロン酸とメチルマロン酸の複合尿症（CMAMMA）
- メープルシロップ尿症（MSUD）
- メチルマロン酸血症
- プロピオン酸血症
インスリン抵抗性
イソロイシンは、他の分岐鎖アミノ酸と同様に、インスリン抵抗性と関連しており、糖尿病のマウス、ラット、およびヒトの血液中に高レベルのイソロイシンが観察されています。[6]食事誘発性肥満およびインスリン抵抗性のマウスでは、イソロイシンのレベルが低い食事（他の分岐鎖アミノ酸の有無にかかわらず）により、脂肪蓄積が減少し、インスリン感受性が向上しました。[7] [8]低タンパク質食の有益な代謝効果には、食事中のイソロイシンのレベルの低下が必要です。[8]ヒトでは、タンパク質制限食により血中イソロイシンのレベルが低下し、空腹時血糖値が下がります。[9]低イソロイシン食を与えられたマウスは、より痩せており、長生きし、虚弱性が低くなります。[10]ヒトでは、食事中のイソロイシンのレベルが高いほど、 BMIが高くなります。[8]
機能と要件
米国医学研究所の食品栄養委員会（FNB）は、2002年に必須アミノ酸の推奨摂取量（RDA）を設定しました。19歳以上の成人の場合、1日あたり体重1kgあたり19mgのイソロイシンが必要です。[11]
栄養素としての生物学的役割の他に、イソロイシンはグルコース代謝の調節にも関与している。[5]イソロイシンは多くのタンパク質の必須成分である。必須アミノ酸であるイソロイシンは摂取しなければ細胞内のタンパク質生成が阻害される。胎児ヘモグロビンはイソロイシンを必要とする多くのタンパク質の1つである。[12]イソロイシンは胎児ヘモグロビンのガンマ鎖に存在し、タンパク質の形成に必須である。[12]
遺伝性疾患はイソロイシンの摂取必要量を変える可能性がある。アミノ酸は体内に貯蔵できない。過剰なアミノ酸が蓄積すると毒性分子が蓄積するため、タンパク質合成の必要性が満たされると、人間は各アミノ酸を分解する多くの経路を持っている。[13]イソロイシン分解酵素の変異は、イソロイシンとその毒性誘導体の危険な蓄積につながる可能性がある。1つの例はメープルシロップ尿症（MSUD）で、イソロイシン、バリン、ロイシンを分解できなくなる疾患である。[14] MSUDの人は、蓄積した毒素を排泄する薬と併せて、これら3つのアミノ酸の摂取量を減らすことで病気を管理している。[15]
多くの動物や植物は、タンパク質の成分としてイソロイシンの食事源です。[5]イソロイシンを多く含む食品には、卵、大豆タンパク質、海藻、七面鳥、鶏肉、羊肉、チーズ、魚などがあります。
合成
イソロイシンの合成法は数多くある。一般的な多段階法の一つは、2-ブロモブタンとジエチルマロン酸から始まる。[16]合成イソロイシンは、1905年にフランスの化学者ブヴォーとロカンによって初めて報告された。[17]
発見
ドイツの化学者フェリックス・エーリッヒは、1903年にビート糖蜜の組成を研究しているときにイソロイシンを発見しました。 [18] 1907年にエーリッヒはフィブリン、卵白、グルテン、牛の筋肉に関するさらなる研究を行いました。これらの研究により、イソロイシンの自然な組成が検証されました。[18]エーリッヒは1908年にイソロイシンの独自の合成を発表しました。[19]
参照
参考文献
- ^ 「IUPAC-IUB 生化学 命名法合同委員会 (JCBN)。アミノ酸とペプチドの命名法と記号。1983 年の勧告」。生化学ジャーナル。219 ( 2 ): 345–373。1984 年 4 月。doi : 10.1042/bj2190345。PMC 1153490。PMID 6743224。
- ^ Joshi V、Joung JG、Fei Z、Jander G (2010 年 10 月)。「植物におけるトレオニン、メチオニン、イソロイシン代謝の相互依存性: 非生物的ストレス下での蓄積と転写調節」。アミノ酸 。39 ( 4 ): 933–947。doi : 10.1007 /s00726-010-0505-7。PMID 20186554。S2CID 22641155 。
- ^ Kisumi M, Komatsubara S, Chibata I (1977 年 7 月). 「ロイシン蓄積イソロイシン復帰菌 Serratia marcescens におけるロイシン生合成酵素によるピルビン酸からのイソロイシン形成経路」. Journal of Biochemistry . 82 (1): 95–103. doi :10.1093/oxfordjournals.jbchem.a131698. PMID 142769.
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外部リンク
- イソロイシン分解
- イソロイシン生合成