クイネ
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| 名前 | |
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| 推奨されるIUPAC名 2-アミノ-5-({[(1 S ,4 S ,5 R )-4,5-ジヒドロキシシクロペンタ-2-エン-1-イル]アミノ}メチル)-3,7-ジヒドロ-4 H -ピロロ[2,3- d ]ピリミジン-4-オン | |
| その他の名称 7-(((4,5-シス-ジヒドロキシ-2-シクロペンテン-1-イル)アミノ)メチル)-7-デアザグアニン | |
| 識別番号 | |
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3Dモデル（JSmol） | |
| ChemSpider |
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| メッシュ | クイネ |
PubChem CID | |
| UNII |
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コンプトックスダッシュボード（EPA） | |
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| 性質 | |
| C 12 H 15 N 5 O 3 | |
| モル質量 | 277.284 g·mol |
特に記載がない限り、データは標準状態（25℃ [77°F]、100kPa）における物質のものです | |
クエン酸（/ k j uː iː n /）（Q）は、ほとんどの真核生物と原核生物において、アスパラギン酸、アスパラギン酸、ヒスチジン酸、チロシンに特異的なtRNAのアンチコドンの最初の位置（またはゆらぎ位置）に見られる、高度に修飾された核酸塩基です。[ 1 ]すべての真核生物によって利用されますが、細菌によってのみ生成されるため、ビタミンであると推定されています。[ 2 ]
クエインのヌクレオシドはクエオシンである。クエインは古細菌のtRNAには存在しないが、7-デアザグアニン誘導体（そのヌクレオシドはアーキオシン）は、tRNAの異なる位置、ジヒドロウリジンループ、およびより特異性の高いtRNAに存在する。
歴史と命名
1967年、上記の4つのtRNAに、当時未知のヌクレオシドが含まれていることが発見され、「ヌクレオシドQ」と命名されました。この名称は、化合物の特性を明らかにする研究の大部分において使用され続けましたが、その後、Qの音に基づく一般名が提案されました。つまり、グアニンなどの核酸塩基に類似して「クエイン」、グアノシンなどのヌクレオシドに類似して「クエオシン」という名称が生まれたのです。[ 3 ]
生合成と機能
特定のtRNAにおけるクエインの存在は、真核生物のほぼ普遍的な特徴であり、人体のすべての健康な細胞に見られます。また、他のすべての動物、植物、真菌にも見られます。唯一の例外は、ビール酵母であるサッカロミセス・セレビシエです。しかし、クエオシンは細菌によってのみ生成されます。高等生物は、食事からクエインを得るか、共生微生物から回収する必要があります。このプロセスには専用の酵素機構が存在します。[ 4 ]クエインは動物の健康な細胞機能に必要ですが、微生物によってのみ生成されるため、ビタミンB群（多くは主にまたは完全に細菌によって生成されます）と同様に、ビタミンと見なすことができます。 [ 5 ]
クエインの生合成経路は、葉酸と共通の酵素的開始段階を共有しています。食物または腸内細菌のRNAに含まれるクエオシンは、人体によって回収されクエインに変換されるため、クエオシンはクエインのビタマーとみなすことができます。2019年現在、ヒトのクエイン必要量は十分に解明されておらず、ヒトにおけるクエイン欠乏症の有病率は不明です。[ 6 ]植物は、根の中やその周囲に共生する細菌のtRNAからクエインを得ます。
回収されたキューオシンは、特定のtRNAのアンチコドンのグアニン塩基を置換し、対応するmRNAのコドンを迅速かつ正確に認識する役割を果たすと考えられています。キューオシンによる修飾がない場合、Qでデコードされたコドンでの翻訳は、多くのタンパク質が適切に折り畳まれないほど遅くなります。[ 7 ]
無菌マウスを用いた動物実験では、食事中のクエインが全く欠乏していても、食事性アミノ酸であるチロシンが十分に供給されている限り、致死的ではないことが示されています。しかし、食事からチロシンを欠乏させると、2週間かけて急速な身体的衰弱と死を引き起こします。チロシンは、食事性フェニルアラニンを摂取している動物にとって通常は必須栄養素ではないため、クエインが枯渇するとフェニルアラニン水酸化酵素の活性が低下することが示唆されています。
酵素研究
BH 4はビオプテリン依存性芳香族アミノ酸水酸化酵素の補因子であり、フェニルアラニンからチロシン、チロシンからL-DOPA、トリプトファンから5-HTPへの変換を触媒し、その過程でBH 4をジヒドロビオプテリン（BH 2 ）に酸化します。BH 2は、ジヒドロプテリジン還元酵素によってBH 4に戻されて初めて再利用されます。キューイネの枯渇はこの「リサイクル」プロセスを阻害し、BH 4の不足とBH 2の過剰をもたらし、芳香族アミノ酸水酸化酵素の活性を阻害すると考えられています。[ 8 ]
芳香族アミノ酸水酸化酵素は、体内でのセロトニンとドーパミン（およびメラトニン、ノルエピネフリン、アドレナリンなどの代謝産物）の生合成において律速段階であるため、キューイン欠乏症はこれらの神経伝達物質の欠乏に関連するヒト疾患の潜在的な原因として調査されています。[ 9 ]
参考文献
- ^ Farkas, Walter R. (1983). 「クエン酸、Q含有tRNA、およびそれらの形成に関与する酵素」.ヌクレオシドとヌクレオチド. 2 : 1–20 . doi : 10.1080/07328318308078845
- ^ Bjork, Glenn; Rasmusen, Torgny (1998). Modification and Editing of RNA . New York: ASM Press. p. 480. doi : 10.1128/9781555818296.ch26 .
細菌は前駆体であるプレQ0を合成できるのに対し、真核生物はクエインを合成することができないため、食事中の塩基の存在に頼らざるを得ない。そのため、クエインはビタミンとみなされる。
- ^西村進他 (1983). コーン, ウォルド (編).核酸研究と分子生物学の進歩. 第28巻. ニューヨーク: アカデミック・プレス, Inc. pp. 50– 80. ISBN 0-12-540028-4。
- ^ Zallot, Rémi; et al. (2014年8月15日). 「植物、動物、および真菌の微量栄養素であるキューオシンは、DUF2419タンパク質ファミリーのメンバーによって回収される」. ACS Chemical Biology . 9 (8): 1812–1825 . doi : 10.1021/ cb500278k . PMC 4136680. PMID 24911101
- ^ Bjork, Glenn; Rasmusen, Torgny (1998). Modification and Editing of RNA . New York: ASM Press. p. 480. doi : 10.1128/9781555818296.ch26 .
細菌は前駆体であるプレQ0を合成できるのに対し、真核生物はクエインを合成することができないため、食事中の塩基の存在に頼らざるを得ない。そのため、クエインはビタミンとみなされる。
- ^ Skolnick, Stephen; Greig, Nigel (2019年3月1日). 「微生物とモノアミン：腸内細菌叢の乱れによる神経精神医学的影響の可能性」 Trends in Neurosciences 42 ( 3): 151– 163. doi : 10.1016/j.tins.2018.12.005 . PMID 30795845. S2CID 72335336. 2020年5月6日閲覧。
- ^ Tuorto, Francesca; et al. (2018年9月14日). 「キューオシン修飾tRNAはタンパク質翻訳の栄養制御をもたらす」 . EMBO J. 37 ( 18) e99777. doi : 10.15252/embj.201899777 . PMC 6138434. PMID 30093495 .
- ^ Rakovich, Tatsiana; et al. (2011年4月12日). 「真核生物におけるクエウオシン欠乏は、テトラヒドロビオプテリンの酸化増加を介してチロシン産生を低下させる」 . Journal of Biological Chemistry . 286 ( 22): 19354– 19363. doi : 10.1074/jbc.M111.219576 . PMC 3103313. PMID 9016755 .
- ^ Pennisi, Elizabeth (2020). 「Meet the Psychobiome」 . Science . 368 (6491): 570– 573. Bibcode : 2020Sci...368..570P . doi : 10.1126/science.368.6491.570 . PMID 32381701. S2CID 218555010. 2022年11月23日閲覧。
外部リンク
- ヒトメタボロームデータベース：Queuine（HMDB01495）
