基礎栄養学 | 医スク講義第2回:アミノ酸
第2回:アミノ酸
基礎栄養学 | 医スク講義
講師:中山正之(薬剤師) 形式:90分講義リファレンス
Topic 1:発見史
- 1806年:アスパラギン(Vauquelin & Robiquetがアスパラガスから単離)
- 1820年:グリシン・ロイシン(Braconnotがゼラチン加水分解産物から単離)
- Emil Fischer(1902年ノーベル化学賞):ペプチド結合の概念確立。系統的タンパク質研究の基礎
- 1935年:スレオニン発見(標準20種の最後)
- 2021年:AlphaFold2によるタンパク質立体構造のAI予測
Topic 2:基本骨格
H
|
H₂N — Cα — COOH
|
R
| 置換基 | 化学的性質 | 生理的pH(7.4)での状態 |
|---|---|---|
| アミノ基(-NH₂) | 塩基性 pKa ≈ 9〜10 | -NH₃⁺(プロトン化) |
| カルボキシル基(-COOH) | 酸性 pKa ≈ 2 | -COO⁻(脱プロトン化) |
| α炭素(Cα) | 不斉炭素(Gly以外) | — |
| 側鎖(R基) | アミノ酸ごとに異なる | — |
α-アミノ酸の定義:アミノ基がα炭素(カルボキシル基に最も近い炭素)に結合したアミノ酸。標準20種はすべてα-アミノ酸。

Topic 3:キラリティーと立体化学
- グリシン以外の19種はα炭素が不斉炭素 → L体・D体のエナンチオマーが存在
- 標準タンパク質を構成するのはL-アミノ酸のみ
- D-アミノ酸の生体内での存在:
- 細菌細胞壁ペプチドグリカン:D-アラニン、D-グルタミン酸
- 哺乳類脳:D-セリン(NMDA受容体の共アゴニスト)
- D-アミノ酸酸化酵素(DAO)が分解を担う
Topic 4:両性イオン(Zwitterion)と等電点(pI)
両性イオン:アミノ基と カルボキシル基の両方がイオン化した状態(生理的pHで主体)
H₃N⁺ — Cα — COO⁻
等電点(pI):正味の電荷がゼロとなるpH
| 分類 | pI概算 |
|---|---|
| 酸性アミノ酸(Asp, Glu) | 約2.8〜3.2 |
| 中性アミノ酸 | 約5.0〜6.5 |
| 塩基性アミノ酸(Lys, Arg) | 約9.5〜11 |
| ヒスチジン | 約7.6 |
応用:
- 等電点沈殿:溶液pHをpIに合わせると溶解度最小(チーズ製造:カゼインpI≈4.6)
- 等電点電気泳動(IEF):pH勾配中でタンパク質がpI位置で停止

Topic 5:pKaと酸塩基化学
Henderson-Hasselbalch式:
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
ヒスチジン側鎖のpKa ≈ 6.0(生理的pHに最近接) → 酵素活性部位でプロトン供与体/受容体として機能(酸塩基触媒)
セリンプロテアーゼの触媒三残基(Catalytic Triad):
Ser(求核攻撃) — His(塩基触媒) — Asp(His安定化)
対象酵素:トリプシン・キモトリプシン・エラスターゼ・トロンビン・プラスミン

Topic 6:20種の系統的分類
非極性・疎水性(9種)
| アミノ酸 | 3文字 | 1文字 | 備考 |
|---|---|---|---|
| グリシン | Gly | G | R=H。不斉炭素なし。コラーゲン必須 |
| アラニン | Ala | A | 最小の疎水性側鎖(-CH₃) |
| バリン | Val | V | 分岐鎖。必須(BCAA) |
| ロイシン | Leu | L | 最多の疎水性残基。必須(BCAA) |
| イソロイシン | Ile | I | 不斉炭素2個。必須(BCAA) |
| プロリン | Pro | P | 環状(ピロリジン)。α-ヘリックス阻害 |
| フェニルアラニン | Phe | F | ベンゼン環。必須 |
| メチオニン | Met | M | 硫黄含有。必須。翻訳開始残基(AUG) |
| トリプトファン | Trp | W | 最大の芳香族側鎖(インドール)。必須 |
極性・親水性(中性・6種)
| アミノ酸 | 3文字 | 1文字 | 備考 |
|---|---|---|---|
| セリン | Ser | S | ヒドロキシル基。最頻リン酸化標的 |
| スレオニン | Thr | T | ヒドロキシル基。必須 |
| システイン | Cys | C | チオール基(-SH)。ジスルフィド結合 |
| チロシン | Tyr | Y | ヒドロキシフェニル基。リン酸化標的 |
| アスパラギン | Asn | N | アミド基。N型糖鎖付加標的(Asn-X-Ser/Thr) |
| グルタミン | Gln | Q | アミド基。腸管・免疫細胞エネルギー源 |
酸性(2種)
| アミノ酸 | 3文字 | 1文字 | 備考 |
|---|---|---|---|
| アスパラギン酸 | Asp | D | 生理的pHでCOO⁻。興奮性神経伝達物質 |
| グルタミン酸 | Glu | E | 主要興奮性神経伝達物質。うま味(MSG) |
塩基性(3種)
| アミノ酸 | 3文字 | 1文字 | 備考 |
|---|---|---|---|
| リシン | Lys | K | ε-アミノ基。ユビキチン化・アセチル化標的 |
| アルギニン | Arg | R | グアニジノ基。NO合成・尿素回路中間体 |
| ヒスチジン | His | H | イミダゾール環。pKa≈6。必須 |

Topic 7:必須アミノ酸9種の合成不能の分子的根拠
| アミノ酸 | 合成不能の理由 |
|---|---|
| Val・Leu・Ile(BCAA) | 炭素骨格の新規生合成経路が哺乳類に欠如 |
| Lys・Thr | ピルビン酸/アスパラギン酸からの生合成遺伝子が非機能的 |
| Met | 硫黄取り込み経路(植物・微生物固有)が哺乳類に欠如 |
| Phe・Trp | シキミ酸経路(芳香環生合成)が哺乳類に欠如 |
| His | イミダゾール環生合成(プリン代謝由来)が哺乳類に欠如 |
シキミ酸経路と除草剤:グリホサートはシキミ酸経路の5-エノールピルビルシキミ酸-3-リン酸合成酵素(EPSPS)を阻害。哺乳類はこの経路を持たないため毒性が低い。
Topic 8:条件付き必須アミノ酸(Conditionally Essential)
| アミノ酸 | 条件 | 臨床的文脈 |
|---|---|---|
| グルタミン(Gln) | 侵襲・手術・敗血症・熱傷 | 腸管上皮・リンパ球でのATP産生が急増 |
| アルギニン(Arg) | 成長期・重症疾患 | 尿素回路需要の増大 |
| システイン(Cys) | Metの制限食・早産児 | シスタチオナーゼ活性の未熟 |
| チロシン(Tyr) | PKU(Phe制限食) | PAH欠損によるPhe→Tyr変換不能 |
| グリシン(Gly) | 妊娠・高コラーゲン需要 | — |
| プロリン(Pro) | 褥瘡・創傷治癒 | コラーゲン合成需要の増大 |
REDOXS試験(2013年、NEJM):重篤な多臓器不全患者へのGln強化が死亡率を上昇させる可能性を示した。現行ガイドラインは重篤患者への積極的Gln投与を推奨しない。

Topic 9:疎水性スケール(Kyte-Doolittle, 1982)
スコア範囲:−4.5(最親水)〜 +4.5(最疎水)
| 順位 | アミノ酸 | スコア |
|---|---|---|
| 最疎水 | Ile | +4.5 |
| Val | +4.2 | |
| Leu | +3.8 | |
| 最親水 | Arg | −4.5 |
| Lys | −3.9 | |
| Asp | −3.5 |
疎水性プロット(Hydropathy Plot)の応用:
- 連続する約20残基のスコアが平均+1.6以上 → 膜貫通α-ヘリックスの予測
- GPCR・イオンチャネル・トランスポーターの膜構造予測の基礎
Topic 10:グリシン(Gly, G)
構造上の特性:
- R基 = H(最小)
- 不斉炭素なし(L体/D体なし)
- 最も立体的に自由なアミノ酸(φ/ψ角の制限が最小)
コラーゲン三重らせん:
- 一次配列:(Gly-X-Y)ₙ(X≒Pro、Y≒Hyp)
- 三重らせん内腔にはGlyのみ収納可能(他の側鎖では立体障害)
- 壊血病:ビタミンCはプロリルヒドロキシラーゼの補因子 → 欠乏でHyp未生成 → 三重らせん不安定
神経伝達物質としてのGly:
- 脊髄・脳幹の主要抑制性神経伝達物質
- グリシン受容体:Cl⁻チャネル型(リガンド依存性)
- 破傷風毒素(テタヌス毒素):Gly含有小胞の放出を阻害 → 筋強直

Topic 11:プロリン(Pro, P)
構造:α-N原子がR基(ブチル基)と成環 → ピロリジン環
構造的帰結:
- N-H水素結合の供与不能 → α-ヘリックスの水素結合形成不可 → ヘリックス破壊・折り返し点(ターン・ヒンジ)として機能
- ペプチド結合のシス/トランス異性化:Pro前のペプチド結合はシス配置(約10%)が許容
- プロリルシス-トランスイソメラーゼ(PPIase/シクロフィリン):タンパク質フォールディングの律速段階
- シクロスポリン(免疫抑制薬):シクロフィリンを阻害 → カルシニューリン阻害 → T細胞活性抑制
- コラーゲン:Gly-Pro-Hyp の繰り返し。Pro→Hyp(4-ヒドロキシプロリン)はプロリルヒドロキシラーゼによる翻訳後修飾(ビタミンC依存性)

Topic 12:システイン(Cys, C)
R基:-CH₂-SH(チオール基)
| 反応 | 生成物 | 意義 |
|---|---|---|
| 酸化(-SH × 2) | ジスルフィド結合(-S-S-) | タンパク質三次・四次構造の安定化(共有結合) |
| γ-Glu-Cys-Gly合成 | グルタチオン(GSH) | 主要細胞内抗酸化物質 |
| 重金属配位(Hg²⁺等) | チオレート錯体 | 重金属毒性の分子機序 |
グルタチオンと薬物毒性:
- アセトアミノフェン(APAP)過剰:NAPQI(毒性代謝物)がGSHを消費 → 肝細胞毒性
- N-アセチルシステイン(NAC):Cysプロドラッグ → GSH合成補充 → APAP中毒の解毒薬
細胞内外のレドックス環境:
- 細胞内(還元的):-SH形として維持
- 細胞外(酸化的):-S-S-形が安定(インスリン・免疫グロブリンの構造固定)
Topic 13:メチオニン(Met, M)
R基:-CH₂-CH₂-S-CH₃(チオエーテル)
翻訳開始:開始コドンAUGがMetをコード → すべてのタンパク質合成のN末端
SAM(S-アデノシルメチオニン)代謝経路:
Met + ATP → SAM(メチル基供与体)
SAM → SAH(S-アデノシルホモシステイン)
SAH → ホモシステイン + アデノシン
ホモシステイン → Met(再生:B12・葉酸依存)
↓
シスタチオニン(B6依存)→ Cys
SAMのメチル基転移反応(主なもの):
- DNAメチル化(CpG島:遺伝子発現抑制)
- ヒストンメチル化(H3K4me3:転写活性化、H3K9me3:転写抑制)
- クレアチン合成
- カテコールアミン不活化(COMT:Epi→メトアドレナリン)
- ミエリン塩基性タンパク質メチル化
高ホモシステイン血症:動脈硬化・静脈血栓・心血管疾患のリスク因子。B6・B12・葉酸欠乏で発生。

Topic 14:トリプトファン(Trp, W)
R基:インドール環(ベンゾピロール)
代謝経路1:セロトニン・メラトニン経路(約5%)
Trp
→(Trpヒドロキシラーゼ、補因子:BH4)→ 5-HTP
→(芳香族アミノ酸脱炭酸酵素、補因子:B6)→ セロトニン(5-HT)
→(N-アセチルトランスフェラーゼ)→ N-アセチルセロトニン
→(HIOMT、補因子:SAM)→ メラトニン
代謝経路2:キヌレニン経路(約95%)
Trp
→(Trp-2,3-ジオキシゲナーゼ/IDO)→ N-ホルミルキヌレニン
→ キヌレニン → 3-ヒドロキシキヌレニン
→ 3-ヒドロキシアントラニル酸 → キノリン酸(神経毒性)
→ → ニコチン酸(ビタミンB3/ナイアシン)
- Trp 60mgからニコチン酸 1mg生成(換算比)
- IDO(インドールアミン-2,3-ジオキシゲナーゼ):炎症・免疫調節・腫瘍免疫回避に関与
- キノリン酸:NMDA受容体アゴニスト(神経毒性)。慢性炎症・うつ病・神経変性疾患との関連が研究中

Topic 15:フェニルアラニン(Phe, F)とチロシン(Tyr, Y)
Phe → Tyr変換:フェニルアラニンヒドロキシラーゼ(PAH)・補因子:BH4
フェニルケトン尿症(PKU):
- PAH欠損(常染色体劣性)
- Phe蓄積 → フェニルピルビン酸・フェニル乳酸等の神経毒性代謝物
- 新生児スクリーニング(Guthrie試験/タンデムマス)で早期検出
- 管理:Phe制限食 + Tyr補充。BH4反応性PKUにはサプロプテリン(BH4製剤)
- アスパルテーム(Asp-Phe-OMe):PKU患者に禁忌
Tyr → カテコールアミン合成経路:
Tyr
→(チロシンヒドロキシラーゼ、BH4)→ L-DOPA
→(DOPAデカルボキシラーゼ、B6)→ ドーパミン(DA)
→(ドーパミンβヒドロキシラーゼ、VitC・Cu)→ ノルアドレナリン(NA)
→(フェニルエタノールアミンN-メチルトランスフェラーゼ、SAM)→ アドレナリン(Epi)
- レボドパ(L-DOPA):ドーパミン自体はBBB通過不可。L-DOPAはLAT1(大型中性アミノ酸トランスポーター)で通過
- パーキンソン病:黒質線条体ドーパミンニューロンの変性 → L-DOPA補充療法
Topic 16:ヒスチジン(His, H)
R基:イミダゾール環(pKa ≈ 6.0)
| pH条件 | イミダゾール環の状態 |
|---|---|
| pH < 6 | プロトン化(+電荷) |
| pH > 6 | 脱プロトン化(中性) |
酵素触媒における役割:
- セリンプロテアーゼの触媒三残基(Ser-His-Asp)
- リゾチームの酸塩基触媒(Glu35とAsp52との協調)
- 多くの加水分解酵素・転移酵素の活性中心
ヘモグロビンとBohr効果:
- 近位His(F8):ヘムFe²⁺に直接配位
- 遠位His(E7):O₂結合に関与、CO結合を弱める(CO中毒の分子的対抗機序)
- Bohr効果:pH低下時にHisのプロトン化変化 → O₂親和性低下 → 酸素放出促進
カルノシン(β-Ala-His):
- 骨格筋に高濃度(20〜40mmol/kg dry wt)
- 乳酸産生によるH⁺増加を緩衝(pKa≈6.8)
- β-アラニンサプリメントの生化学的根拠

Topic 17:リシン(Lys, K)
R基:-(CH₂)₄-NH₂(ε-アミノ基、pKa ≈ 10.5)
翻訳後修飾(PTM)の主要標的:
| 修飾 | 酵素 | 生物学的意義 |
|---|---|---|
| ユビキチン化(K48連鎖) | E1/E2/E3ユビキチンリガーゼ | プロテアソーム分解シグナル |
| ユビキチン化(K63連鎖) | 同上 | DNA修復・エンドソーム輸送 |
| アセチル化(Nε-Ac) | HAT(ヒストンアセチルトランスフェラーゼ) | ヒストン:クロマチン弛緩→転写活性化 |
| メチル化(Nε-Me) | HMT(ヒストンメチルトランスフェラーゼ) | H3K4me3:活性化。H3K9me3:抑制 |
コラーゲン架橋形成:
- リジルオキシダーゼ(LOX):ε-NH₂ → アルデヒド(酸化)
- アルデヒド同士(またはHylと):共有結合架橋形成
- 補因子:Cu²⁺(LOX)。コラーゲン・エラスチンの引張強度の基盤
- ペニシラミン(Wilson病治療薬):LOXを阻害し、過剰コラーゲン架橋を抑制(肝線維化治療への応用)

Topic 18:アルギニン(Arg, R)
R基:グアニジノ基(pKa ≈ 12.5 → 生理的pHでは常に+電荷)
一酸化窒素(NO)合成:
Arg + O₂ → NO + シトルリン
(一酸化窒素合成酵素 NOS、補因子:BH4・NADPH・FAD・FMN・Ca²⁺/CaM)
NOS isoform:
| isoform | 発現場所 | 誘導性 |
|---|---|---|
| eNOS(NOS3) | 血管内皮 | 構成的(Ca²⁺/CaM依存) |
| nNOS(NOS1) | 神経 | 構成的 |
| iNOS(NOS2) | マクロファージ・肝 | 誘導性(炎症性サイトカイン) |
NOの作用:血管平滑筋弛緩(cGMP経由)→血管拡張
- ニトログリセリン:体内でNOに変換 → 冠動脈拡張 → 狭心症治療
- PDE5阻害薬(シルデナフィル):cGMP分解抑制 → NO作用増強
尿素回路中間体(肝臓):
シトルリン + アスパラギン酸 → アルギニノコハク酸 → アルギニン → 尿素 + オルニチン
Topic 19:グルタミン(Gln, Q)・グルタミン酸(Glu, E)
グルタミン酸(Glu):
- 主要興奮性神経伝達物質
- 受容体:AMPA(イオノトロピック、Na⁺/K⁺)・NMDA(イオノトロピック、Na⁺/K⁺/Ca²⁺)・kainite(イオノトロピック)・mGluR(代謝型、1〜8)
- 興奮毒性(Excitotoxicity):過剰Glu放出(脳梗塞・外傷)→ NMDA受容体の過剰Ca²⁺流入 → ニューロン死
- MSG(L-グルタミン酸Na):T1R1/T1R3受容体による「うま味」感覚
グルタミン(Gln):
- 血中最高濃度遊離アミノ酸(500〜800 μmol/L)
- 腸管上皮・リンパ球の主要エネルギー源(グルタミナーゼ → Glu → α-ケトグルタル酸 → TCAサイクル)
- グルタミン分解(Glutaminolysis):がん細胞でのATP・生合成前駆体の供給経路
- Gln→Asn(アスパラギン合成酵素):多発性骨髄腫等でAsn合成酵素が高発現

Topic 20:BCAA(分岐鎖アミノ酸:Val, Leu, Ile)
代謝の特殊性:
- ほとんどのアミノ酸:肝臓で初回代謝
- BCAA:骨格筋・心筋・脂肪組織で直接代謝(肝臓の分岐鎖アミノ酸アミノトランスフェラーゼ発現が低い)
分解経路:
BCAA
→(BCAT:分岐鎖アミノ酸アミノトランスフェラーゼ)→ 分岐鎖α-ケト酸(BCKA)
→(BCKDH複合体:B1/リポ酸/CoA依存)→ アシルCoA
→ TCAサイクル・ケトン体合成
- BCKDH欠損:メープルシロップ尿症(MSUD)→ BCKA蓄積 → 神経毒性
mTORC1活性化(ロイシンが最強):
Leu → Sestrin2の抑制解除 → GATOR2活性化 → GATOR1抑制 → Rag GTPase活性化 → mTORC1リソソーム移行・活性化
→ S6K1リン酸化・4E-BP1リン酸化 → 翻訳開始促進 → 筋タンパク質合成(MPS)
ロイシン閾値:MPS最大化に必要なLeu量の概算 ≈ 2〜3 g /食 同化抵抗性(Anabolic Resistance):高齢者でMPS感受性低下 → より多いLeu・タンパク質摂取が必要
肝不全とBCAA製剤:
- 肝不全:芳香族アミノ酸(AAA:Phe, Tyr, Trp)↑、BCAA↓ → Fisher比(BCAA/AAA)低下
- BCAA製剤投与:AAA脳移行の競合阻害・アルブミン合成促進を目的
Topic 21:アミノ酸吸収機構
消化:
食事タンパク質 → ペプシン(胃)→ トリプシン・キモトリプシン・エラスターゼ(膵)
→ カルボキシペプチダーゼ(膵)→ アミノペプチダーゼ(腸管膜)
→ 遊離アミノ酸 + ジ・トリペプチド
腸管上皮トランスポーター:
| トランスポーター | 遺伝子 | 基質 | 共役イオン |
|---|---|---|---|
| PepT1 | SLC15A1 | ジ・トリペプチド | H⁺(吸収最大輸送量) |
| B⁰AT1 | SLC6A19 | 中性アミノ酸 | Na⁺ |
| ASCT1/2 | SLC1A4/5 | 小型中性AA(Ala, Ser, Cys) | Na⁺ |
| CAT1/2 | SLC7A1/2 | 塩基性AA(Lys, Arg, His) | Na⁺非依存 |
| XCT | SLC7A11 | Cys/Glu交換(1:1) | Na⁺非依存 |
- ハートナップ病:B⁰AT1(SLC6A19)欠損 → Trp吸収障害 → ニコチン酸欠乏様症状
- PepT1のクリニカル応用:バラシクロビル(Valacyclovir)はVal-アシクロビルジエステル → PepT1で吸収 → 経口生物学的利用能向上

Topic 22:翻訳後修飾(PTM)
| PTM | 標的残基 | 付加酵素 | 除去酵素 | 主な機能 |
|---|---|---|---|---|
| リン酸化 | Ser, Thr, Tyr | キナーゼ | ホスファターゼ | シグナル伝達スイッチ |
| ユビキチン化 | Lys | E1/E2/E3 | DUB | タンパク質分解・DNA修復 |
| アセチル化 | Lys(N末端) | HAT/KAT | HDAC | 転写調節・タンパク質安定性 |
| N型グリコシル化 | Asn(Asn-X-Ser/Thr) | OST(小胞体) | ENGase | フォールディング補助・免疫原性 |
| O型グリコシル化 | Ser, Thr | OGT | OGA | シグナル伝達・核タンパク質制御 |
| ヒドロキシル化 | Pro, Lys | P4H, PLOD | — | コラーゲン安定化(VitC依存) |
| γ-カルボキシル化 | Glu | GGCX(VitK依存) | — | Ca²⁺結合能付与(凝固因子) |
| スモイル化 | Lys | SUMO E3 | SENP | 核内輸送・DNA修復 |
ワルファリンの作用機序:VitKサイクルを阻害 → GGCX活性低下 → 凝固因子(Ⅱ・Ⅶ・Ⅸ・Ⅹ)のGluのγ-カルボキシル化障害 → Ca²⁺依存的活性化不能
Topic 23:アミノ酸スコア・PDCAAS・DIAAS
アミノ酸スコア(Chemical Score):
スコア = (食品1g中の第一制限アミノ酸量 mg) / (基準パターンの同アミノ酸量 mg) × 100
PDCAAS(Protein Digestibility Corrected Amino Acid Score):
PDCAAS = アミノ酸スコア × 真消化率(糞便法)
上限:1.0(トランケーション)
WHO/FAO 1991年採用。2013年まで国際標準。
DIAAS(Digestible Indispensable Amino Acid Score):
DIAAS = 食品中の個別必須アミノ酸の回腸真消化率 / 基準パターン値
第一制限アミノ酸のDIAASを採用。1.0超を許容
FAO 2013年推奨。回腸(ileal)での個別アミノ酸の真消化率を使用(糞便法より精密)。
| タンパク質 | PDCAAS | DIAAS(概算) |
|---|---|---|
| ホエイ | 1.00 | 1.09 |
| 牛乳 | 1.00 | 1.14 |
| 全卵 | 1.00 | 1.13 |
| 大豆タンパク | 0.91 | 0.90 |
| エンドウ豆タンパク | — | 0.82 |
| 小麦グルテン | 0.25 | 0.34 |

Topic 24:遊離アミノ酸プールと窒素代謝の全体像
アミノ酸プールの分布(体重70kg男性・概算):
| プール | 量 |
|---|---|
| タンパク質(骨格筋等) | 約12 kg |
| 筋肉内遊離アミノ酸 | 約60 g |
| 血漿中遊離アミノ酸 | 約2 g |
窒素フロー:
食事タンパク質(50〜100 g/日)
↓ 消化・吸収(アミノ酸・ペプチド)
アミノ酸プール
↕ 体タンパク質代謝回転(合成・分解 ≈ 250 g/日)
↓ 余剰アミノ酸の異化
トランスアミナーゼ → グルタミン酸(アミノ基集積)
グルタミン酸デヒドロゲナーゼ → α-ケトグルタル酸 + NH₄⁺
↓
尿素回路(肝臓)→ 尿素
↓
腎臓から排泄(尿中窒素の80〜90%が尿素)
窒素出納(Nitrogen Balance)計算:
N出納(g/日)= N摂取量 − [尿中尿素窒素(g) + 4]
(+4 = 不感蒸泄・便中・皮膚からの損失の概算補正)
| 状態 | 窒素出納 | 代表的状況 |
|---|---|---|
| 正 | 摂取 > 排泄 | 成長期・妊娠・回復期・筋肥大 |
| ゼロ | 摂取 = 排泄 | 健常成人の維持状態 |
| 負 | 摂取 < 排泄 | 飢餓・術後異化亢進・悪液質 |
タンパク質必要量(EAR/RDA):
- 成人:0.66 g/kg/日(EAR)、0.8 g/kg/日(RDA)
- 高強度運動者:1.6〜2.2 g/kg/日
- 高齢者(同化抵抗性を考慮):1.0〜1.2 g/kg/日以上
確認クイズ
- 不斉炭素を持たない唯一の標準アミノ酸は何か。
- 等電点でタンパク質の溶解度が最小になる理由を述べよ。
- セリンプロテアーゼの触媒三残基を構成するアミノ酸を3つ答えよ。
- BCAAのmTORC1活性化経路の概略を述べよ。
- ワルファリンの作用機序を、グルタミン酸のPTMの観点から説明せよ。
- DIAASがPDCAASより優れている点を説明せよ。
- N-アセチルシステイン(NAC)がAPAP中毒の解毒薬として機能する生化学的根拠を述べよ。
参考文献
- Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry. 8th ed. W.H. Freeman; 2021.
- Stryer L. Biochemistry. 9th ed. W.H. Freeman; 2019.(ストライヤー生化学)
- FAO. Dietary Protein Quality Evaluation in Human Nutrition. FAO Food and Nutrition Paper 92; 2013.(DIAAS原典)
- WHO/FAO/UNU. Protein and Amino Acid Requirements in Human Nutrition. WHO Technical Report Series No. 935; 2007.
- Kyte J, Doolittle RF. A simple method for displaying the hydropathic character of a protein. J Mol Biol. 1982;157(1):105-132.
- Brosnan JT. Interorgan amino acid transport and its regulation. J Nutr. 2003;133(6 Suppl 1):2068S-2072S.
- Stehle P, et al. Glutamine dipeptide-supplemented parenteral nutrition in surgical patients. Clin Nutr. 2017.(REDOXS後のメタ解析)
lecture_02.md | v3.0 | 2026-04-28 | 医スク講義プロジェクト
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