ホスファゲンはマクロ作動性化合物とも呼ばれ、高エネルギー貯蔵化合物、高エネルギーリン酸化合物としても知られ、主に動物の筋肉組織に含まれています。ホスファゲンにより、高エネルギーリン酸プールが、もしそのすべてがアデノシン三リン酸（ATP）であったらこれらの組織でのATP消費反応により問題が生じる濃度範囲に維持されます。筋肉組織は突然大量のエネルギーを必要とすることがあるため、これらの化合物は、解糖系や酸化的リン酸化ではすぐに供給できないエネルギーを提供するために、必要に応じて使用できる高エネルギーリン酸の蓄えを維持することができます。ホスファゲンはすぐに限られたエネルギーを供給します。
ホスファゲンとして実際に使用される生体分子は生物によって異なります。ほとんどの動物はホスファゲンとしてアルギニンを使用しますが、脊索動物門（脊索を持つ動物）はクレアチンを使用します。クレアチンリン酸（CP）、またはクレアチンリン酸（PCr）は、クレアチンキナーゼという酵素によってATPから可逆的な反応で生成されます。
しかし、環形動物（節足動物）は、一連の独特なホスファゲンを使用します。たとえば、ミミズはロンブリシンという化合物を使用します。
ホスファゲンはフィリップ・エグルトンとその妻グレース・エグルトンによって発見されました。[1]
反応
ホスファゲンシステム（ATP-PCr）は、骨格筋の筋質の細胞質（ゲル状の物質）と、心筋と平滑筋の細胞質の心筋細胞の細胞質区画に存在します。[2]
筋肉の収縮中:
- H 2 O + ATP → H + + ADP + P i（Mg 2+の助けを借りて、 ATPaseによる筋収縮のためのATPの利用）
- H + + ADP + CP → ATP + クレアチン（Mg 2+の助けを借りて、クレアチンキナーゼによって触媒され、ATPは上記の反応で再び使用され、筋肉の収縮が継続されます）
- 2 ADP → ATP + AMP（CPが枯渇するとアデニル酸キナーゼ/ミオキナーゼによって触媒され、ATPは再び筋収縮に使用される）
ホスファゲン系（ATP-PCr）とプリンヌクレオチド回路（PNC）
安静時の筋肉:
- ATP + クレアチン → ADP + CP + H +（Mg 2+の助けを借りて、クレアチンキナーゼによって触媒される）
- ADP + P i → ATP （嫌気性解糖および酸化的リン酸化中）
ホスファゲンシステムからクレアチンリン酸（クレアチンリン酸）が枯渇すると、アデニル酸キナーゼ（ミオキナーゼ）反応によって生成されるAMPは、主にプリンヌクレオチド回路によって制御されます。[3] [4]
参考文献
- ^ 生化学の歴史における選択されたトピック、G Semenza
- ^ Wallimann T, Wyss M, Brdiczka D, Nicolay K, Eppenberger HM (1992年1月). 「高エネルギー需要および変動エネルギー需要を持つ組織におけるクレアチンキナーゼアイソザイムの細胞内区画、構造および機能：細胞エネルギー恒常性維持のための「クレアチンリン酸回路」」Biochem J. 281 ( Pt 1): 21– 40. doi :10.1042 / bj2810021. PMC 1130636. PMID 1731757.
- ^ Bhagavan, NV; Ha, Chung-Eun (2015). 「19. 収縮システム」.医学生化学のエッセンシャルズ. エルゼビア. pp. 339– 361. doi :10.1016/B978-0-12-416687-5.00019-1. ISBN 978-0-12-416687-5。
- ^ Valberg, Stephanie J. (2008)、「15. 骨格筋機能」、Kaneko, J. Jerry、Harvey, John W.、Bruss, Michael L. (編)、家畜の臨床生化学（第6版）、Academic Press、pp. 459– 484、ISBN 978-0-12-370491-7、 2023年10月10日取得
さらに読む
- Ellington, W Ross (2001). 「ホスファゲンシステムの進化と生理学的役割」. Annual Review of Physiology . 63 (1): 289– 325. doi :10.1146/annurev.physiol.63.1.289. PMID 11181958.
- エグルトン、フィリップ；エグルトン、グレース・パーマー (1927). 「ホスファゲンの生理学的意義」. Journal of Physiology . 63 (2): 155– 161. doi :10.1113/jphysiol.1927.sp002391. PMC 1514923. PMID 16993876 .
- エグルトン, フィリップ; エグルトン, グレース・パーマー (1928). 「ホスファゲンに関する更なる観察」. Journal of Physiology . 65 (1): 15– 24. doi :10.1113/jphysiol.1928.sp002457. PMC 1515019. PMID 16993934 .
- ボールドウィン、アーネスト (1933). 「ホスファゲン」.生物学レビュー. 8 (1): 74– 105. doi :10.1111/j.1469-185X.1933.tb01088.x. ISSN 1464-7931. S2CID 221532329.