아미노산 생합성

아미노산 생합성은 아미노산 대사의 동화 작용 측면으로, 주로 중심 대사 경로에서 유래한 더 간단한 전구체로부터 아미노산을 구성하는 과정입니다. 인간의 경우 이러한 능력은 부분적이며, 이 때문에 일부 아미노산은 비필수 아미노산으로 체내에서 생성되는 반면, 다른 아미노산은 필수 아미노산으로 식단을 통해 섭취해야 합니다.

Definition

아미노산 생합성은 중심 대사에서 공급되는 탄소 골격과 다른 질소 운반체로부터 기증된 아미노기를 결합하여 아미노산을 합성하는 과정으로, 인간의 경우 비필수 아미노산을 생성하며 필수 아미노산은 식단으로부터 얻어야 합니다.

Scope

본 항목은 비필수 아미노산이 해당분해 및 시트르산 회로 중간체로부터 어떻게 합성되는지, 글루탐산과 글루타민과 같은 질소 공여체의 역할, 그리고 인간에게 필수 아미노산과 비필수 아미노산의 구별에 대해 다룹니다. 아미노산의 해독 및 단백질로의 조립은 번역 항목에서 다루며, 아미노산의 분해는 이화작용 항목에서 다룹니다.

Core questions

• 어떤 탄소 골격이 비필수 아미노산의 전구체 역할을 하는가?
• 생합성 과정에서 질소는 어떻게 공급되는가?
• 인간은 왜 일부 아미노산은 만들 수 있지만 다른 아미노산은 만들 수 없는가?

Key concepts

• 필수 아미노산 대 비필수 아미노산
• 해당분해 및 시트르산 회로로부터의 전구체
• 아미노기 공여체로서의 글루탐산 및 글루타민
• 합성 방향의 아미노전이 반응
• 아미드화 반응 (글루타민 및 아스파라긴 합성)
• 조건부 필수 아미노산

Mechanisms

비필수 아미노산은 소수의 중심 대사 산물로부터 생성됩니다. 피루브산, 옥살로아세트산, 알파-케토글루타르산은 합성 방향으로 진행되는 아미노전이 반응(transamination)을 통해 각각 알라닌, 아스파르트산, 글루탐산으로 전환되며, 이때 글루탐산은 종종 아미노기 공여체 역할을 합니다. 해당분해의 3-포스포글리세르산은 세린의 전구체이며, 세린으로부터 글리신과 시스테인이 유도될 수 있습니다. 아미드화 반응(amidation reactions)은 글루탐산으로부터 글루타민을, 아스파르트산으로부터 아스파라긴을 생성하기 위해 두 번째 질소를 추가하며, 후자는 아스파라긴 합성효소(asparagine synthetase)에 의해 촉매됩니다. 대조적으로, 필수 아미노산의 탄소 골격과 생합성 경로는 인간에게 존재하지 않으므로, 이들은 식단을 통해 공급되어야 합니다. 이 경계는 스트레스나 특정 조건 하에서 변동될 수 있으며, 조건부 필수 아미노산(conditionally essential amino acids)을 발생시킵니다.

Clinical relevance

일부 조직이 아미노산 공급에 의존하는 것, 특히 식이 필수 아미노산의 요구는 영양 과학의 기초를 이루며, 특정 아미노산을 만들 수 없는 일부 종양이 해당 아미노산의 고갈에 민감한 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다. 본 항목은 생화학적 내용을 기술하며, 개별적인 식이 또는 치료 결정의 근거가 될 수 없습니다.

Evidence & guidelines

생합성 경로는 표준 교과서 및 리뷰에서 확립된 생화학적 내용입니다. 이는 임상 지침 영역이라기보다는 참고 주제입니다.

History

개별 아미노산의 생합성 경로는 20세기 중반 효소학 및 미생물 유전학을 통해 밝혀졌으며, 생합성 돌연변이체를 사용하여 경로의 단계를 순서화하는 작업을 포함하여 각 아미노산에 어떤 탄소 골격과 질소 공여체가 공급되는지를 확립했습니다.

Key figures

• David Greenberg
• Bernard Davis

Seminal works

• wu-2009
• lomelino-2017

Frequently asked questions

아미노산을 필수적으로 만드는 요인은 무엇입니까?

아미노산은 신체가 충분한 양으로 합성할 수 있는 경로가 부족하여 식단으로부터 섭취해야 할 때 필수적입니다. 비필수 아미노산은 다른 대사 산물로부터 체내에서 생성될 수 있습니다.

비필수 아미노산의 탄소 골격은 어디에서 유래합니까?

주로 피루브산, 옥살로아세트산, 알파-케토글루타르산, 3-포스포글리세르산과 같은 해당분해 및 시트르산 회로의 중간체에서 유래하며, 이들은 아미노기를 추가하여 아미노산으로 전환됩니다.