導入
| カルニチン | |
|---|---|
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| 一般的な | |
| IUPAC名 | |
| CAS番号 | 541-15-1 L またはR (-) |
| No.EINECS | 208-768-0 L またはR (–) |
| ATCコード | A16 AA01 |
| 笑顔 | |
| インチチ | |
| 化学的性質 | |
| 生のフォーミュラ | C7H15NO3 |
| モル質量 | 161.1989 ± 0.0077 g mol -1 |
| 物性 | |
| 沸騰温度 | 196 ℃ |
| 溶解性 | 2.5gml – 1 |
| 生態毒性学 | |
| DL | 7mg・kg -1 (犬) |
| 薬物動態データ | |
| バイオアベイラビリティ | <10% |
| タンパク質の結合 | なし |
| 代謝 | 弱い |
| 排泄 | 尿(>95%) |
カルニチンは第四級アンモニウム官能基を含む化合物であり、リジンとメチオニンから生合成されます。この分子は、エネルギー代謝における脂質の異化の間に、細胞内でサイトゾルからミトコンドリアへの脂肪酸の輸送に関与しています。この分子は、栄養補助食品として販売されることがよくあります。カルニチンは、ミルワーム (Tenebrio molitor 幼虫) の成長因子として発見されました。カルニチンには 2 つの立体異性体があり、その生物学的形態は L-カルニチンですが、D 形態は生物学的に不活性です。
生産
動物では、カルニチンは主に肝臓と腎臓でリジンとメチオニンから合成されます。ビタミン C (またはアスコルビン酸) はカルニチンの合成に不可欠です。成長中および妊娠中は、カルニチンの必要量が体によって通常生成される量を超える場合があります。
生理学的影響
骨量への影響
年齢とともに細胞内のカルニチン濃度は減少し、さまざまな組織内の脂肪酸の代謝に影響を与えます。骨は特に影響を受けます。実際、骨芽細胞の代謝（骨の再生と骨量の維持を可能にする細胞）の維持にはカルニチンが常に必要とされています。
血漿オステオカルシン濃度の変化と骨芽細胞の活性の間には密接な相関関係があります。この濃度の低下は、骨粗鬆症を患っている被験者または閉経後の女性で顕著です。カルニチンまたはプロピオニル-L-カルニチンを投与すると、年齢とともに定期的に減少するオステオカルシンの血漿レベルが増加します。
抗酸化作用
カルニチンには抗酸化作用があり、この作用により、膜リン脂質の脂質過酸化、および心筋細胞および内皮細胞のレベルで誘発される酸化ストレスに対する予防効果が得られます。したがって、これは還元性分子です。
脂肪酸代謝における役割
カルニチンは、脂肪酸の長いアシル鎖をミトコンドリアマトリックスに輸送します。アシル鎖は、クレブス回路を通過するエネルギーを形成するために、そこでβ酸化（リンネンヘリックス）によって利用可能な酢酸塩に異化されます。特定の真菌では、カルニチンが糖新生経路に入ります。脂肪酸は、分子に結合してアシルカルニチンを形成する前に活性化する必要があります。サイトゾル内の遊離脂肪酸は、チオエステル結合によって補酵素 A (CoA) に結合しています。この反応は、アシル-CoA シンテターゼという酵素によって触媒され、転移には ATPase が必要となるため、高い加水分解能を持つ結合からエネルギーが消費されます。
CoA に結合したアシル基はカルニチンに転移することができ、結果として生じるアシルカルニチンは膜を越えてミトコンドリアマトリックスに転移します。手順は次のとおりです。
- アシルCoAは、ミトコンドリア外膜に位置するカルニチンアシルトランスフェラーゼIによってカルニチンに結合します。
- 形成されたアシルカルニチンは、カルニチン-アシルカルニチントランスロカーゼによって膜間腔に「押し込まれ」ます。
- アシル-カルニチンは、ミトコンドリア内膜に位置するカルニチン アシルトランスフェラーゼ IIによってアシル-CoA (マトリックス中に遊離) に変換されます。遊離カルニチンはサイトゾルに戻ります。
カルニチン欠乏症を引き起こす遺伝的疾患は、このプロセスのさまざまな段階に影響を及ぼし、したがって脂肪酸代謝の経路に影響を与えます。
カルニチン アシルトランスフェラーゼ I は、β 酸化 (異化) と脂肪酸合成 (同化) の間の周期現象を回避するために、脂肪酸合成の中間体であるマロニル CoA の結果としてアロステリック阻害を受けます。
オレンジ色の点線: 外膜。青色の実線: 内部膜。