Chapter 8 Functional Group Chemistry and Biochemistry vol.3

Chapter8 今日のメモ☆
Biochemical（生化学）の代謝のお話

Phosphorylation（リン酸化反応）
-Substrate level phosphorylation（基質レベルのリン酸化反応）
 高エネルギーリン酸化合物（ジホスホグリセリン酸、ホスホエノールピルビン酸）から、ADPへリン酸基を転移させてATPをつくること。（酸素関連なし）

-Oxidative phosphorylation（酸化的リン酸化反応）
 細胞内で起こる呼吸に関連した現象で、ATPを産生する回路の一つ。
 eukarya（真核生物）：ミトコンドリア内、protozoa（原核生物）：形質膜

 ＜補酵素(NADHやFADH)の酸化と、それによる酸素分子の水H₂Oへの還元＞
  ADP^3- + H⁺ + P_i ↔ ATP^4- + H₂O

糖の代謝
-Glycolysis（解糖）
 Sugar phosphate－(aerobically（好気的）)→pyruvate（ピルビン酸）
 Sugar phosphate－(anaerobically（嫌気的）)→lactate（乳酸）

-Gluconeogenesis（糖新生）
 noncarbohydrate souces(lactate, alanine, pyruvate, oxaloacetate, glycogen)→glucose（肝臓&腎臓）
 ※fatty acid（脂肪酸）からはglucoseは生成できない

-Glycogenolysis（グリコーゲン代謝） 
 Glycogen －(controlled by glucagon & epinephrine)→glucose phosphate （骨格筋）& glucose（肝臓）

-Glycogenesis（グリコーゲンの合成）
 glucose－(controlled by insulin)→glycogen（肝臓&筋肉内）

-TCA cycle（Tricarboxylic acid cycle, citric acid cycle, Krebs cycle）
 pyruvate(oxaloacetate) + acetyl CoA + amino acid→CO₂ + H₂O + ATP（好気的反応）
 cycle intermediate（中間体）としてaspartate（アスパラギン酸）やglutamate（グルタミン酸）を生成
 その他、ヘム（ヘモグロビン、シトクロム等）のporphyrine ring（ポルフィリン環）も生成
 ミトコンドリアのマトリックス内で起こる

脂質の代謝
 脂肪細胞に貯蔵されたtriglycerideは糖の摂取が不十分な時や、糖が利用されない時に
 3つのfatty acid（脂肪酸）とglycerolに分解される。

-脂肪酸の分解（β-oxidation）
  Fatty acid－(β-oxidation)→accetyl CoA-－(TCA cycle)→CO₂ + H₂O + ATP
   ※この過程が早すぎるとfatty acid→大量のaccetyl CoA→ketone bodies（ケトン体）が生成される
   （accetyl CoAと反応するオキサロ酢酸は糖新生に利用されているため、accetyl CoAが余る）

-脂肪酸の合成
  accetyl CoA－(in cytoplasm)→malonyl CoA－(還元&脱水の繰り返し)→fatty acid
  linoleic acid（essencial fatty acid）：体内で合成されないため、食事で摂取する必要あり

-Glycerolの分解
  Glycerol－(oxidation at glycolysis（解糖）)→pyruvate－(TCA cycle)→CO₂ + H₂O
  Glycerol－(gluconeogenesis（糖新生）)→glucose

-Cholesterol & Steroidの分解
  Steroid&Cholesterol－(P450 in 肝臓)→bile acid（胆汁酸;グリココール酸、タウコール酸etc）
  Steroid&Cholesterol－(P450 in 副腎、生殖腺）→steroidal hormones（ステロイドホルモン）
  ※ステロイドホルモン（cortisone, estrogen, androgen etc）
  7-dehydrochresterol(コレステロールの前駆体）－(UV on skin)→vitamin D

-Terpene compounds（テルペン複合体）の合成
  accecyl CoA→mevalonate（メバロン酸）→ Cholesterol, Steroid, VitA&D&E&K, bile acid

-Sphingolipid（スフィンゴ脂質）
  sphingolipidの構成成分はceramide（セラミド）
  sphingomyelinは神経組織や細胞膜に見られる
  糖が付加し、cerebroside（セレブロシド）やganglioside（ガングリオシド）ができる

-Phosphatidyl compounds（ホスファチジル複合体）
  phosphatidyl choline(lecthin), phosphatidyl serine, ethanolamine等も細胞膜で重要な役割を担う

Nitrogen（窒素）の代謝
-Amino group transfer reaction（アミノ基転移反応）
  amino acid + keto acid－(transaminase enzyme（アミノ基NH₂の転移）)→ new amino acid + new keto acid

-Oxidative deamination（酸化的脱アミノ反応） 
  amino acid－(amino acid oxidase)→α-keto acid + ammonia(NH₃)
  
-Glucogenic amino acid（糖原性アミノ酸）とketogenic amino acid（ケト原性アミノ酸）
  *glucogenic amino acid: glycolysis（解糖系）、TCA cycleの中間体となり糖質代謝へ（糖新生に利用）
   ex) pyruvate, oxaloacetate, α-ketoglutaric acid（α-ケトグルタル酸）
  *ketogenic amino acid: accetyl CoAに転換され脂質代謝に入ったり、ケトン体の合成に関与

-Amino acidの合成
  TCA cycle intermediates（中間体）として生成され、他は食事で補う
  ＜必須アミノ酸＞
    * neutral amino acid: valine, leucine, isoleucine, threonine, phenylalanine, tryptophan, methionine
    * basic amino acid: histidine, lysine

-Purineの代謝
  90%はsalvaged（回収され）、残った10%はdegraded（分解される）
  xanthine（キサンチン） + H₂O + O₂－(xanthine oxidase)→uric acid（尿酸）+ H₂O₂

-Prineの合成
  carbamoyl phosphate（カルバモイルリン酸）, aspartate, glutamine, glycine, CO₂, fomyl tetrahydrofolate（ホルミルテトラヒドロ葉酸）から合成される
  
-Pyrimidineの代謝
  Pyrimidine→β-alanine + ammonia + CO₂

-Pyrimidineの合成
  carbamoyl phosphate, aspartateから合成される

Nitrogen（窒素）の排泄
 Nitrogen（窒素）は毒性があるため、urea（尿素）やureic acid（尿酸）として排泄される
 回収され、残ったプリン塩基はureic acid（尿酸）として排泄される

-Urea synthesis（尿素）の合成 
  ammonia(NH₃) + CO₂ + ATP－(pyridoxal phosphate(VB₆) coenzime in urea cycle（尿素回路）)→urea（尿素）
  肝臓のミトコンドリア内で起こる
  ※ ammonia(NH₃) + glutamate（グルタミン酸）→glutamine
  ※ glutamine + CO₂ →carbamoyl phosphate（ガルバモイルリン酸）－(urea cycle)→urea