フルクトースリン酸

フルクトースリン酸はフルクトースをベースとした糖リン酸であり、細胞の生化学においてよく見られます。[1]フルクトースリン酸は、フルクトースが無機リン酸基（P i ）の付加によってリン酸化されることによって形成されます。

フルクトースは天然に存在する単糖類であり、ほぼすべての果物に含まれていることから「果糖」と呼ばれています。[2]フルクトースは6炭素分子であり、炭素と水酸基からなる直鎖状（フィッシャー投影図）または環状構造（ハワース投影図）として描くことができます。無機リン酸は、様々な重要な生物学的プロセスにおいて基本的な役割を果たす陰イオンです。[3]

フルクトースリン酸は、多くの代謝経路、特に解糖、糖新生、酸化的リン酸化、脂肪生成において重要な役割を果たしています。[4]さらに、生物医学研究では、代謝プロセスにおけるフルクトースリン酸の役割、そしてその産生や代謝の調節異常が様々なヒト疾患にどのように寄与するかがますます明らかになりつつあります。[5]

代謝における役割

フルクトースのリン酸化と脱リン酸化には、細胞の状況に応じてリン酸基を付加または除去する特定の酵素が関与しています。 フルクトースの既知の酵素リン酸化（ヘキソキナーゼ、フルクトキナーゼ、またはホスホフルクトキナーゼ-1）はすべてATP依存性です。[6]これらの酵素はすべて、通常の生理学的条件下でアデノシン三リン酸（ATP）をリン酸供与体として使用し、γ-リン酸をフルクトースまたはフルクトース誘導体に転移します。[7]一方、フルクトースの脱リン酸化反応はATP依存性ではなく、加水分解され、ホスファターゼ（フルクトース1,6-ビスホスファターゼ、フルクトース2,6-ビスホスファターゼ、またはリン酸化タンパク質ホスファターゼなど）によって触媒されます。[6]さらに、これらの反応はエネルギー的に有利であるためATPを必要とせず、水を使用してリン酸エステル結合を切断し、P iを放出します。

主な生物学的に活性なフルクトースリン酸の例は次のとおりです。

それぞれのフルクトースリン酸は代謝において特定の役割を果たします。例えば、フルクトース2,6-ビスリン酸は、ホルモン栄養シグナルに基づく解糖系と糖新生系の相関制御において重要なアロステリック調節因子です。[6]しかし、フルクトース2,6-ビスリン酸のレベルが制御不能となり、その産生が減少すると、解糖系よりも糖新生系が優先され、糖尿病における肝臓からのブドウ糖産生に寄与します。[8]

実世界のアプリケーション

フルクトースリン酸は代謝において重要な役割を果たすため、その関連性は臨床、食事、治療の分野にわたります。

（１）代謝障害[5]


（２）栄養科学とガイドライン[9]

  • 食物由来の果糖は、1日あたり25～40g程度の適量を摂取する必要があります。ただし、摂取量は個人の体質や体質によって異なります。
  • 果糖を過剰に摂取すると健康に悪影響を及ぼす可能性がありますが、代謝性疾患の唯一の要因であるとみなすべきではありません。

（３）治療および薬理学的応用[10]

  • フルクトース誘発性代謝疾患の潜在的な治療戦略としてケトヘキソキナーゼの阻害をターゲットとする。
  • 臨床試験に適した医薬品の開発に製薬会社が関与すること。

参考文献

  1. ^ ディコウ、A.L;ロロバ、私。イワノバ、A;ボジノフ、S (1969)。 「神経系の腫瘍におけるフルクトースリン酸アルドラーゼの生化学的および組織化学的研究。フルクトースリン酸アルドラーゼのアイソザイム。8」。化学と臨床生化学の時代。7 (6): 606–13 . PMID  4312415。
  2. ^ 新谷智也、レマ・ペレス、ローラ、新谷秀也（2021年9月1日）、ジェームズ・マーティンズ、イアン（編）、「人間の寿命を延ばす可能性のある糖」（PDF）、砂糖摂取 - リスクとベネフィット、そして世界的な糖尿病の流行、IntechOpen、doi :10.5772/intechopen.97885、ISBN 978-1-83881-121-1、 2025年5月5日閲覧
  3. ^ Mustaev, Arkady (2023-06-21), Ameen, Sadia; Shaheer Akhtar, Mohammad; Shin, Hyung-Shik (eds.), "Inorganic Phosphate: The Backbone of Life", Functional Phosphate Materials and Their Applications , IntechOpen, doi : 10.5772/intechopen.109117 , ISBN 978-1-80356-800-3、 2025年5月5日閲覧
  4. ^ サン, サム・Z; エンピー, マーク・W (2012). 「ヒトにおけるフルクトース代謝 ― 同位体トレーサー研究からわかること」.栄養と代謝. 9 (1): 89. doi : 10.1186/1743-7075-9-89 . ISSN  1743-7075. PMC 3533803. PMID 23031075  . 
  5. ^ ab Hannou, Sarah A.; Haslam, Danielle E.; McKeown, Nicola M.; Herman, Mark A. (2018-02-01). 「フルクトース代謝と代謝性疾患」. Journal of Clinical Investigation . 128 (2): 545– 555. doi :10.1172/JCI96702. ISSN  0021-9738. PMC 5785258. PMID 29388924  . 
  6. ^ abc Hue, L.; Rider, MH (1987-07-15). 「哺乳類組織における解糖系制御におけるフルクトース2,6-ビスリン酸の役割」. The Biochemical Journal . 245 (2): 313– 324. doi :10.1042/bj2450313. ISSN  0264-6021. PMC 1148124. PMID 2822019  . 
  7. ^ 古谷英之; 横山正之; 上田健一 (1982年1月15日). 「フルクトース6リン酸2キナーゼのリン酸化と脱リン酸化による制御：解糖系とグリコーゲン分解系の協調制御の可能性のあるメカニズム」.米国科学アカデミー紀要. 79 (2): 325– 329.書誌コード:1982PNAS...79..325F. doi : 10.1073/pnas.79.2.325 . ISSN  0027-8424. PMC 345719. PMID 6281764  . 
  8. ^ Wu, Chaodong; Okar, David A.; Newgard, Christopher B.; Lange, Alex J. (2002-01-01). 「フルクトース2,6-ビスリン酸の摂取量増加は2型糖尿病の肝インスリン抵抗性を克服する」. American Journal of Physiology. Endocrinology and Metabolism . 282 (1): E38–45. doi :10.1152/ajpendo.2002.282.1.E38. ISSN  0193-1849. PMID  11739081.
  9. ^ Agarwal, Vishal; Das, Sambit; Kapoor, Nitin; Prusty, Binod; Das, Bijay (2024-11-21). 「食事性フルクトース：最新のエビデンスと代謝健康への影響に関する文献レビュー」Cureus . 16 (11) e74143. doi : 10.7759/cureus.74143 . ISSN  2168-8184. PMC 11663027. PMID 39712814  . 
  10. ^ Herman, Mark A.; Birnbaum, Morris J. (2021-12-07). 「フルクトース代謝と代謝性疾患の分子的側面」. Cell Metabolism . 33 (12): 2329– 2354. doi :10.1016/j.cmet.2021.09.010. ISSN  1550-4131. PMC 8665132. PMID 34619074  . 
  • 米国国立医学図書館医学件名表（MeSH）におけるフルクトースリン酸
  • Pubchem - フルクトース-6-リン酸


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