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 L-フェニルアラニンの骨格式
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 生理学的pHにおけるL-フェニルアラニン
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| 名前 | |||
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| 発音 | US : / ˌ f ɛ n əl ˈ æ l ə n iː n / ;イギリス: / ˌ f iː n aɪ l -/ | ||
| IUPAC名
フェニルアラニン
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| 体系的なIUPAC名
( S )-2-アミノ-3-フェニルプロパン酸 | |||
| 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 | 100.000.517 | ||
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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 | |||
| Ｃ9Ｈ11ＮＯ2 | |||
| モル質量 | 165.192 グラムモル−1 | ||
| 0℃で9.97g/L 25℃で14.11 g/L、 | |||
| 酸性度（p Ka） | 1.83（カルボキシル）、9.13（アミノ）[2] | ||
| 危険 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 補足データページ | |||
| フェニルアラニン（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。
インフォボックス参照
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フェニルアラニン（記号PheまたはF）[3]は、化学式Cで表される必須α-アミノ酸である。
9H
11いいえ
2アラニンのメチル基の代わりにベンジル基、またはアラニンの末端水素の代わりにフェニル基として考えることができます。この必須アミノ酸は、ベンジル側鎖の不活性で疎水性の性質のため、中性で非極性として分類されます。 L異性体は、 DNAによってコード化されたタンパク質を生化学的に形成するために使用されます。フェニルアラニンは、チロシン、モノアミン神経伝達物質のドーパミン、ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)、エピネフリン(アドレナリン)、および生物学的色素メラニンの前駆体です。メッセンジャー RNAコドンUUU および UUCによってコード化されます。
フェニルアラニンは、哺乳類の乳に自然に含まれています。神経調節物質フェネチルアミン の直接の前駆体であるため、食品や飲料の製造に使用され、栄養補助食品として販売されています。必須アミノ酸であるフェニルアラニンは、ヒトや他の動物の体内で新たに合成されないため、フェニルアラニンまたはフェニルアラニンを含むタンパク質を摂取する必要があります。
フェニルアラニンには、その発音上の類似性から1文字記号Fが割り当てられました。[4]
歴史
フェニルアラニンの最初の記述は1879年にシュルツェとバルビエリが黄色いルピナス（Lupinus luteus）の苗木で実験式C 9 H 11 NO 2の化合物を特定したときになされました。1882年にエルレンマイヤーとリップはフェニルアセトアルデヒド、シアン化水素、アンモニアからフェニルアラニンを初めて合成しました。[5] [6]
フェニルアラニンの遺伝コドンは、1961 年にJ. ハインリッヒ マタイとマーシャル W. ニーレンバーグによって初めて発見されました。彼らは、 mRNA を使用してウラシルの繰り返し配列を大腸菌のゲノムに複数挿入することで、細菌がフェニルアラニンアミノ酸の繰り返し配列のみからなるポリペプチドを生成できることを示しました。この発見は、ゲノム核酸に保存されている情報と生細胞内のタンパク質発現を結び付けるコーディング関係の性質を確立するのに役立ちました。
食事源
フェニルアラニンの優れた供給源は、卵、鶏肉、レバー、牛肉、牛乳、大豆です。[7]フェニルアラニンのもう一つの一般的な供給源は、ダイエット飲料、ダイエット食品、医薬品など、人工甘味料アスパルテームで甘くされたものです。アスパルテームの代謝により、化合物の代謝産物の1つとしてフェニルアラニンが生成されます。[8]
食事に関する推奨事項
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。フェニルアラニンとチロシンの場合、19歳以上の成人の場合、1日あたり体重1kgあたり33mgです。[9] 2005年のDRIは27mg/kg/日（チロシンなし）に設定され、 2007年のFAO / WHO / UNUの推奨は25mg/kg/日（チロシンなし）です。[10]
その他の生物学的役割
L-フェニルアラニンは、生物学的に、DNAにコード化されたアミノ酸の1つであるL-チロシンに変換されます。L- チロシンは、次にL-ドーパに変換され、これはさらにドーパミン、ノルエピネフリン（ノルアドレナリン）、エピネフリン（アドレナリン）に変換されます。最後の3つはカテコールアミンとして知られています。
フェニルアラニンは、トリプトファン と同じ能動輸送チャネルを使用して血液脳関門を通過します。過剰に補給すると、セロトニンやその他の芳香族アミノ酸[11]の生成だけでなく、鉄やテトラヒドロビオプテリンなどの関連補因子の過剰使用（最終的には利用が制限される）により一酸化窒素の生成も妨げる可能性があります。[要出典]これらの化合物に対応する酵素は、芳香族アミノ酸ヒドロキシラーゼファミリーと一酸化窒素合成酵素です。
植物では
フェニルアラニンはフラボノイドの 合成に使用される出発化合物です。 リグナンはフェニルアラニンとチロシンから生成されます。フェニルアラニンはフェニルアラニンアンモニアリアーゼという酵素によって桂皮酸に変換されます。[15]
生合成
フェニルアラニンはシキミ酸経路によって生合成されます。
フェニルケトン尿症
遺伝性疾患であるフェニルケトン尿症(PKU) は、フェニルアラニン水酸化酵素の欠損によりフェニルアラニンを代謝できない病気です。この疾患を持つ人は「フェニルケトン尿症患者」と呼ばれ、フェニルアラニンの摂取量を調節する必要があります。フェニルケトン尿症患者は、血液中のフェニルアラニンの量を監視するために血液検査を行うことがよくあります。検査結果では、フェニルアラニン濃度が mg/dL または μmol/L で報告されます。1 mg/dL のフェニルアラニンは、およそ 60 μmol/L に相当します。
フェニルケトン尿症の（まれな）「変異型」である高フェニルアラニン血症は、テトラヒドロビオプテリンと呼ばれる補因子を合成できないことが原因で、補充することができます。高フェニルアラニン血症の妊婦は、この疾患の類似症状（血中フェニルアラニン濃度が高い）を示すことがありますが、これらの兆候は通常、妊娠末期に消えます。PKU の妊婦は、胎児が欠陥遺伝子のヘテロ接合性であっても、肝臓の未熟により胎児に悪影響が出る可能性があるため、血中フェニルアラニン濃度をコントロールする必要があります。[医学的引用が必要]
食品以外のフェニルアラニン源としては、人工甘味料のアスパルテームがある。この化合物は体内で代謝され、フェニルアラニンを含むいくつかの化学副産物になる。フェニルケトン尿症患者が体内にフェニルアラニンが蓄積することで生じる分解障害は、アスパルテームを摂取した場合にも起こるが、程度は低い。したがって、オーストラリア、米国、カナダでは、アスパルテームを含むすべての製品に「フェニルケトン尿症患者：フェニルアラニン含有」というラベルを貼らなければならない。英国では、アスパルテームを含む食品には「アスパルテームまたはE951」[16]の存在を示す成分表示が義務付けられており、「フェニルアラニン源を含む」という警告ラベルを貼らなければならない。ブラジルでは、アスパルテームを含む製品には「Contém Fenilalanina」（ポルトガル語で「フェニルアラニン含有」）というラベルも義務付けられている。これらの警告は、個人がそのような食品を避けるのに役立つように貼られている。
だ-、ら- そしてダウンロード-フェニルアラニン
立体異性体である D-フェニルアラニン（DPA）は、従来の有機合成によって、単一のエナンチオマーとして、またはラセミ混合物の成分として生成できます。タンパク質生合成には関与しませんが、タンパク質中に少量存在し、特に熟成タンパク質や加工された食品タンパク質に多く含まれています。D-アミノ酸の生物学的機能は不明ですが、D-フェニルアラニンはナイアシン受容体2に対する薬理活性を持っています。[17]
DL -フェニルアラニン（DLPA）は、臨床試験で支持されている鎮痛作用および抗うつ作用があるとされ、栄養補助食品として販売されている。 [18] [19] [20] DL -フェニルアラニンは、 D -フェニルアラニンとL -フェニルアラニンの混合物である。 DL -フェニルアラニンの鎮痛作用は、D -フェニルアラニンがカルボキシペプチダーゼA酵素によるエンケファリンの 分解を阻害する可能性があるためと説明できる。[21] [22]エンケファリンは、 μおよびδオピオイド受容体のアゴニストとして作用し、これらの受容体のアゴニストは抗うつ効果を生み出すことが知られている。[23] DL -フェニルアラニンの抗うつ作用のメカニズムは、神経伝達物質ノルエピネフリンおよびドーパミンの合成におけるL -フェニルアラニンの前駆体としての役割によって部分的に説明されるかもしれないが、臨床試験ではL -フェニルアラニン単独では抗うつ効果が見つかっていない。[18]脳内のノルエピネフリンおよびドーパミンレベルの上昇は抗うつ効果があると考えられている。 D -フェニルアラニンは小腸から吸収され、門脈循環を介して肝臓に輸送される。少量のD -フェニルアラニンはL -フェニルアラニンに変換されると思われる。D -フェニルアラニンは全身循環を介して体のさまざまな組織に分布する。L -フェニルアラニンよりも血液脳関門を通過する効率が低いため、摂取したD -フェニルアラニンの少量は中枢神経系に浸透せずに尿中に排泄される。[24]
L-フェニルアラニンはα2δCa2 +カルシウムチャネルの拮抗薬であり、Kiは980nMである。[25]
脳内では、L-フェニルアラニンはNMDA受容体のグリシン結合部位[26] およびAMPA受容体のグルタミン酸結合部位で競合的拮抗薬である。[27] NMDA受容体のグリシン結合部位 において、L-フェニルアラニンはシルト回帰[28]によって推定された見かけの平衡解離定数（K B）が573 μMであり、これは未治療のヒトフェニルケトン尿症で観察される脳内L-フェニルアラニン濃度[29]よりもかなり低い。L-フェニルアラニンはまた、海馬および皮質のグルタミン酸作動性シナプスにおける神経伝達物質の放出を、古典的なフェニルケトン尿症で観察される脳内濃度である980 μMのIC 50で阻害するが、D-フェニルアラニンの効果は大幅に小さい。[27]
商業合成
L-フェニルアラニンは、フェニルアラニンのような芳香族アミノ酸を自然に生成する大腸菌を利用して、アスパルテームなどの医療、飼料、栄養用途向けに大量に生産されています。商業的に生産されるL-フェニルアラニンの量は、調節プロモーターを変更したり、アミノ酸の合成を担う酵素を制御する遺伝子の数を増幅するなど、大腸菌の遺伝子操作によって増加しました。[30]
デリバティブ
ボロノフェニルアラニン(BPA) は、中性子捕捉療法に使用されるフェニルアラニンのジヒドロキシボリル誘導体です。
4-アジド-L-フェニルアラニンは、化学生物学の分野でバイオコンジュゲーションのツールとして使用される、タンパク質に組み込まれた非天然アミノ酸です。
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 L-フェニルアラニンに関連するメディアがあります。
- フェニルアラニン質量スペクトル
- ChemSynthesis のフェニルアラニン