=========================  20番目はプロリン。  Copyright Miyama. 2025 March.  http://kazutomimiyama.sakura.ne.jp  KazutomiMiyamaSub@gmail.jp =========================  はじめに  このファイルは直前のレポート:「Sbはアンチモン」  と同時に想いついた執筆の動機です。  103個の元素がならぶ周期表ほどではないにせよ、  20種類のアミノ酸の名前を暗記するためのファイル です。  なお、正確さよりも思考のみちすじを重視したい、こ ういうふうに思考するテンプレートのくせがあるいは学 究的には参考になる?、という意味で間違いの可能性を も含んだ意味で、今回は文献を直接たよらずあえて記憶 のみで書き出したり、独自考察をも採録してこのレポー トを執筆しました。  答案に転載して赤点など、このファイルの使用はあく までも自己責任、参考程度の使用にとどめてください。 作者はこのファイルの使用にまったく責任をおわないも のとします。  試験をしくじり、医者になるはずが犬畜生以下のシス テムエンジニアになりさがり、ろくに風呂にも入れない 悪臭まみれの激務の我が子のすがたに血涙を流す、かつ ての教育ママから恨みの上目遣いをむけられても、そん なこたぁ知ったことではありません。マザコンの餓鬼の 方が悪いのです。しらざぁいってきかせやしょう、この 世はどこまでも荒野なのです。  人口過剰な成熟社会では、全人教育よりも負け犬烙印 や悪者探しをして、インフェリア層に弱者を作り追い込 み、社会を二層構造にする専制封建制こそが民族国家を 千年単位で維持させるテクニックです。  いじめとは、必要とされる技術ですべての貴族の子弟 がまなぶべき帝王学です。  SNSは被支配者のこどもの成長の可能性の芽をあらか じめ刈り、抵抗のための構造的な思考の能力を奪うのに 有効な手段なので、  悪のネット企業の株を買いその存続を強化することは、  支配者がその社会的立場を保全するためにも、有効な ことなのです。加賀屋そちも悪よのう、いえいえお代官 様ほどではございませぬ。正義の味方はパチンコの中に しかいません。おけらになる方が悪いのです。  思考実験という意味では逆に極端からリーチしたほう が事実に近い場合があります。認識論の現実では真実は たった一つというのは絶対にありえませんが、その意味 でいろいろな思考手段の訓練をしてしておいたほうが生 活耐性としては強くなります。猿の一撃氏はどちらかと いえばそちらに近いかもしれません。アウトローは逆境 の経験でそれをいやというほど思い知らされています。  たったひとつの真実が必要であるというのは、その真 実こそが金科玉条として主人公を守っていくれると妄信 しているにすぎません。そんなものは暴力の前に妄想で す。貧乏人の高田馬場並みに、青臭くてたまったもので はありません。屁理屈はカルトの中で語ってほしいもの です。      *  過去研鑽した記憶を頼りに生体内合成の経路を参考に、 アミノ酸のファミリーを整理するために書き出してみた のですが、  ・・・どうしても19種類しか書き出せません。  どうしてなんだろう、と「?」としてしばらく悩んで いましたが、  タンパク質の3次構造の画をぼんやりと眺めていたと き、αヘリックスの曲がり部分には、アミノ酸の1次構造 として、「プロリン」の固有の分子構造が必要なことを 「!」として想い出しました。  20番目は、プロリン、そうか、そうだったのか(大 げさなBGM)探求者の日常は、ささいなことでもいつも ドラマチックです。ときに疲れますが。      *  生体内合性経路からのアミノ酸の分類を書きます。  項目は、元素103種類よりは、少ないので、  このファイルは幸い、あっさりした長さのアペリティ フで済みそうです。  ーーーーー  「グリオキシル酸から」  グリシン No1  「ピルビン酸から」  アラニン No2  「イソプレノイド合成系から」  バリン No3  イソロイシン No4  ロイシン No5  「樒酸経路:シキミ酸」  チロシン No6  フェニルアラニン No7  トリプトファン No8  「グリセリン酸から」  セリン No9  システィン No10 (グリシン)  「オキサロ酢酸から」  アスパラギン酸 No11  アスパラギン No12  「αケトグルタル酸から」  グルタミン酸 No13  グルタミン No14  「アスパラギン酸セミアルデヒドから」  リシン No15  スレオニン No16  メチオニン No17  アルギニン No18  「グルタミン酸セミアルデヒドから」  プロリン No19  「プリン合成系からの分岐枝である可能性」(独自考察)  ヒスチジン No20  ーーーーー  解説考察 「グリオキシル酸から」  すべてのアミノ酸は対応するαケト酸がアミノ基転移 を受けて作られる、という原則からすれば、グリシンは グリオキシル酸が対応するαケト酸なのでこういうふう にかくこと「も」できます  その系譜でグリシンをここに書きましたが、  ただし、グリオキシル酸経路は中間原料が毒性を持つ ので、主に細菌にのみ発現する系だとおもっていたほう がよさそうです。  真核生物では、グリセリン酸から誘導されるファミリ ーから、葉酸系を通じ、C1炭素でもあるホルムアルデ ヒド残基を引き抜いた残りとしてグリシンが誘導される ようです。 「ピルビン酸から」  解糖系の重要中間体、ピルビン酸の対応アミノ酸がア ラニンです。 「イソプレノイド合成系から」 「樒酸経路」  オキサリル基をもつαケト酸が縮合していくのが  生体内炭化水素合成の一方の系です (直鎖炭化水素合成というもう一方の系が脂肪酸合成 のシステムです。)  基本的にはオキサリル基のC2カルボニル炭素に対象 のπ電子雲が縮合するかたちで反応が進行します  対象付加分子はさまざまですが、たぶん原始的な系で はカルボニル基を持つ化合物、  洗練された系ではおそらく硫黄原子の特性によって中 間カルボニル基がエノール化し、末端炭素がπ電子雲の 衣をまとった活性酢酸が縮合します。  活性酢酸を有用にもちいた最初の系はおそらくnアル カン分解系でもある脂肪酸代謝の系統かもしれません  糖代謝のαカルボキシル脱炭酸はある程度複雑な進化 が必要なようにも想えます。  縮合機構では、カルボニル基のエノール化、つまり隣 接する炭化水素のオレフェン化が重要なことのようで、 酸素原子を陰イオン化へと誘導する マグネシウムイオ ンはこの反応群の酵素として必須とされるようです: 推測。  この縮合系は、付加分子をとりこむ母体側のオキサリ ル基端のカルボオキシル基は、結合電子を保持しにくく なり、反応の後でしばしば脱落します。  樒酸 > 没食子酸 + CO2  イソクエン酸 > αケトグルタル酸 + CO2  ので、反応後は炭素が都合1個少なくなります。  縮合付加分子が活性酢酸であれば、炭素が2個増えた 後1個減ですから、都合1個増になります。  これは分子中間部の炭化水素鎖が、メチレン基一個分 伸長したことに相当し、:用語でホモ化という:アミノ 酸などでホモ相当体が存在するできる機序のひとつの可 能性であります。  ホモセリンとよばれるアミノ酸はセリンよりメチレン 基がひとつ多いアナローグです。  ただし生体内ではセリン前駆体2ケトグリセリン酸は 末端に酸素原子がありますので、これが悪さをすれば活 性酢酸を付加重合しにくくなるとも考えられます。  その意味で2ケト4ヒドロキシ酪酸は産生しにくく、 ホモセリン合成は別経路であるようです。:参照、アス パラギン酸セミアルデヒド。  また、メチレン基一個挿入はバリン前駆体からロイシ ン前駆体を作る際にも使われるらしく、その意味ではバ リンとロイシンは合成経路上は近しく、イソロイシンは 少し離れているようです。  筆者は最初フェニル基のもととなるシクロヘキサン環 の生成が、フェニル基分解の逆反応だと想っていました。  分解は複雑な反応を経てシクロヘキサン環にできたジ ケトン構造が開裂することによって進行します:ホモゲ ンチジン酸経路。:ファイル末参照 :ホモゲンチジン酸も、ゲンチジン酸のメチレン鎖一個 分ながい兄弟分子です。ゲンチジン酸は薬草ゲンチアナ の一成分と推測します。  さにあらず、実際は長鎖上になったテルペノイド系の αケト酸が自己分子上で環状縮合してできます。  故に、当初の産物ではキー炭素原子のうえにオキサロ 縮合特有の、ヒドロキシル基とカルボキシル基が同居し ています。  あとの行程は、そのカルボキシル基の脱炭酸と炭素6 員環のπ化安定化の方向に反応が進みます。  手元に資料がないので記憶の痕跡?記述で、申し訳あ りませんがアミノ酸残基の基幹部分としてのオキサリル 基はこれもピルビン酸などの付加に由来するのでしょう か。  また筆者はシキミ酸の正確な分子構造図を描きだすこ とができません。。ゆえに以下の流れが正確かどうか非 オンライン環境では確かめることができません。  オロット酸>シキミ酸>没食子酸  安定化した結果としての芳香六員環から出ている水酸 基がそのままチロシンのオルトヒドロキシル基になるよ うで、フェニルアラニンはその流れから還元をうけて生 成されるとされています。  トリプトファンは、遺伝コドンのなかでひとつしか対 応コードがないことをふくめ、生体内の反応に参加する という意味では、比較的機能を期待されていない、べつ にいえば生化学進化においては新参者のようにもおもえ ます。  生物においてもっとも重要な機能は、神経ホルモンで もあるセロトニンの原料ということぐらいでしょうか。  トリプトファンは、記憶がまちがっていなければ、チ ロシン、フェニルアラニンの末端窒素がフェニル基上の 活性の電子雲と相互作用して、インドール環ができたと ころに、外部にピルビン酸残基が縮合して、この旧ピル ビン酸部分が新規のアミノ酸部分に変化する、という筋 書きのようです。  このテクニックは有用なようで、リシンの生合成では アスパラギン酸由来のωアミノアルキル基にピルビン酸 が縮合して、やはりピルビン酸部分が新生アミノ酸:リ シンのアミノ酸基本骨格となります。(そうだったか)。 ただ反応中は過剰活性を防ぐため、コハク酸が保護基と して結合します。 「グリセリン酸から」  発想の転換が必要な箇所でした。  解糖系は、グリセロアルデヒドを酸化していくという 反応で、解糖系自体が嫌気的時代に成立したことから、 オキシダーゼのように酸素分子・原子を直接対象にあて がうのではなく、水分子の付加と脱水素を交互に繰り返 すことによって、成立します。  もともとジオールアルデヒドですから、  酸化は脱水素のみとなります。  もともとアルデヒドであり、  一段階の脱水素で、グリセリン酸、  そしてもう一段階、脱水素されれば  相当するαケト酸に変化します。  2ケトグリセリン酸=2ケト3ヒドロキシプロピオン酸  産生されるセリンがグリシンに変化させられる過程で、 葉酸によってもぎとられるホルムアルデヒド残基はC1 炭素として活用されます。  セリンは運ばれてきた硫化水素:スルフィド残基を受 け取り、システィンとなります。 「オキサロ酢酸から」  アスパラギン酸  アスパラギン  αケト酸もあるオキサロ酢酸が原料、そのアミドがアス パラギンです。 「αケトグルタル酸から」  グルタミン酸  グルタミン  αケトグルタル酸が原料、アミドがグルタミン。 「アスパラギン酸セミアルデヒドから」  アスパラギン酸の末端カルボキシル基が還元されて  活性を持つアルデヒド基になって、他の化合物の合成 出発点となった一族です。  リシンだけが、反応経路が少し異なります。  概略だけ説明すると、活性アルデヒド基がピルビン酸 残基を縮合し、もともとあった旧アスパラギン酸側のカ ルボキシル基は脱炭酸で失われます。  結合したピルビン酸残基の2位カルボニル基がアミノ 基転移を受けてアミノ酸骨格となります。  残りは、アスパラギン酸側のアミノ酸骨格は保全され ます。  アルギニン  セミアルデヒド残基が反応性によりアンモニア残基を うけとり、イミノ化、還元されてオルニチンになり、オ ルニチン回路によって尿素残基を付加されたことになり 産生。  セミアルデヒドがさらに還元されてホモセリンとなり、  スレオニン  水酸基がより内側に移動し安定化。  メチオニン  ホモセリンが硫化水素残基を受け取り、ホモシスティ ンになったあと、葉酸系などからC1炭素を受け取る。  リシン合成をべつにすれば、のこり3つは、中鎖ホモ セリン残基の不安定性、つまり活性を回避するための反 応の結果の産物のようにもみえます。  オルニチンをわざわざキャップ物質をつけてアルギニ ンにするのは、オルニチンが分子内環化をおこしやすい からで、  メチオニンが特別にメチル基を受け取るのは、生体内 の他の作用よろしく、物質の不活性化の側面があること なのかもしれません。  スレオニンの酸素原子移動は、反応ポテンシャルとし て難しい問題らしく、ホモゲンチジン酸の反応とともに、 その解析にはスーパーコンピュータが使われたそうです。 「グルタミン酸セミアルデヒドから」  そう憶えている、ということはどこかの文献に書いて あったんでしょう。もちろんそうであればアスパラギン 酸での酵素群が基質特異性が低い形で作用していること になります。  オルニチンと同様、分子内環化によってプロリンが誘 導されます。  分子内アミノ基にアルデヒドが縮合して環化、  一回の還元。  ただしオルニチンでの反応とは微妙に付帯条件がこと なります。  同じことは産生されるのが5員環だということだけで す。  *オルニチン  C4  アスパラギン酸セミアルデヒドがアンモニア縮合後  一回還元。  分子内縮合はω位置アミノ基とアミノ酸残基内カルボ キシル基 :つまり、環化したあとはアミノ酸ではなくなる。: ペプチド末端にあった場合、そこで合成がストップする 可能性>進化史上、遺伝コードから過去排除された?  *プロリン  C5  グルタミン酸セミアルデヒドが 「アンモニアは付加しない」  アルデヒド基がアミノ酸残基内アミノ基と縮合、一回 還元。  窒素原子はアミノ基からイミノ基に変わるが余剰の水 素がひとつ残っているので、ほかのアミノ酸とのペプチ ド結合はこの水素位置で可能:アミノ酸ではある。  アスキー文字図で書くとこんなところです。   H  HN    \     ・ーーー・       ・ーーー・     |   |       |   |     ・   ・  HO   ・   ・    //\ /     \ / \ /   O   N       ・   N       H       ||   H               O    環化オルニチン      プロリン ************************* 「プリン合成系からの分岐枝である可能性」  ヒスチジンの合成です。  アスタリスクで囲ったのは、筆者の完全な推測だから です。過去の経験上では、このような推測があたるのは 3割程度です。  文献をみつけることができなかったので・・・。  参考は、葉酸などのプテリジン環の合成でした。  プテリジン環は、一度プリンを合成してから、その6 員環のほうを一回ほどき、ヌクレオチドのリボース残基 のセミアセタール環を開裂してふたたび巻き付けたかた ちになっています、つまりプテリジン環の炭素一個はリ ボース由来です。  そんなことが可能というのは、おそらくこの原子列の 結合が比較的強固で安定しているからだ、とも推測でき ます。  逆に言えば、教科書でならう、すくなくともプリン塩 基ヌクレオチドにおいて、5員環の方の窒素とリボース アルデヒド炭素との結合も同様に強固だとも考えられる わけであり、  もしヒスチジンのイミタゾール環の起源がプリン塩基 合成のそれと同一だとすれば、環閉環後、分子をリボー スから引き剥がすのは難しいのではないか、ということ に思い至りました。  奇しくも、イミタゾール閉環時とのプリン塩基合成中 間体とヒスチジンの炭素数は同じです。  フランとフラノースの関係よろしく、糖は脱水すれば 容易に二重結合を作り出します。ここをこうして、こう だから・・・。  多少恣意的ですが、合成中間体が脱水と二回の脱水素 を繰り返せばヒスチジンの相当αケト酸にたどりつきま す。  無酸素状態の有機物は、sp3からsp2への安定性 を求めての相転移と言う意味で、水素を放出してグラフ ァイトになりたがる方向性をもっています:太古の呼吸 の定義。  その速度はともかく、この反応が成立するのなら、そ う強い触媒補助は必要ないのかもしれません。  別の言い方を言えば、イミタゾール環のπ電子雲その ものが、安定性をもとめる電子雲的反応牽引触媒となっ て、分子全体がオレフェン化、カルボニル化にむかうと も考えられなくもないのですが。  以下にアスキー図で反応機序の推測を記しておきます。 =========================                     OH                     |                HO   ・                  \ /HH                   ・H   HH              | HOー・ O OH    HO   ・H    |/ \|       \ / \   H・   ・H   ←→  ・H  OH    |   |  +H2O  |   H・ーーー・H       ・H    |   |       / \ ヘミアセタールとして表記。   HO   OH    HO   OH ーーーーー  ↓←NH3(グルタミン)  ↓→H2O                     OH                     |                HO   ・                  \ /HH                   ・H   HH              | HOー・ O NH2   HO   ・H    |/ \|       \ / \   H・   ・H   ←→  ・H  OH    |   |  +H2O  |   H・ーーー・H       ・H    |   |       / \   HO   OH    HN   OH               H ーーーーー  ↓+HOCH2OH ← H2CO+H2O:葉酸介在  ↓→H2O                         OH                         |          OH        HO   ・          |           \ /HH          ・H           ・H   HH  H /H            | HOー・ O N   +H2O  HO   ・H    |/ \|   ←→      \ / \   H・   ・H      HO   ・H  OH    |   |        |   |   H・ーーー・H       ・H  ・H    |   |       H \ / \   HO   OH         N   OH                H ーーーーー  ↓←NH3(グルタミン)  ↓→H2O                         OH          H              |          NH        HO   ・          |           \ /HH          ・H           ・H   HH  H /H            | HOー・ O N   +H2O  HO   ・H    |/ \|   ←→      \ / \   H・   ・H       NH  ・H  OH    |   |        |   |   H・ーーー・H       ・H  ・H    |   |       H \ / \   HO   OH         N   OH                   H ーーーーー  ↓ → プリン合成系へ分岐 ーーーーー  ↓→H2O 脱水、縮合5員環生成                     OH                     |                HO   ・                  \ /HH                   ・                   |                   ・H            H     / \             Nーーー・H  OH             |   |             ・   ・H            H \ / \               N   OH               H ーーーーー  ↓→2 H2O 安定化脱水                     OH                     |                HO   ・                  \ /HH                   ・                   |                   ・H            H     //             Nーーー・             |   |             ・   ・H            H \//               N                 ーーーーー  ↓→ 2H π電子雲共役による?脱水素                     OH                     |                 O   ・                  \\/HH                   ・                   |                   ・H                  //             Nーーー・             |   |             ・   ・            H \// H               N               H ーーーーー  ↓ イミタゾール環へ電子集約                     OH                     |                 O   ・                  \\/HH                   ・                   |                   ・H                  /H             Nーーー・             ||   ||             ・   ・            H \ / H               N               H ーーーーー  ↓ 末端アルコールが2回酸化を受けてカルボン酸へ                     O                     ||                 O   ・                  \\/ \                   ・   OH                   |                   ・H                  /H             Nーーー・             ||   ||             ・   ・            H \ / H               N               H  相当αケト酸の生成、あとはアミノを受けるだけ。  さて、本当でしょうか。 =========================  ホモゲンチジン酸:  ちょっと書いておきたかったことがあり、  また他に機会がないのでここに書きます。  旅先で案内されたガイドさんが、ちらちらこっちをよ くみるのを訝しげにおもっていたところ、ある夜、ノッ クされたコテージのドアをあけたところ、  へべれけに酔ったそのガイドさんがウィスキーを二本 持って、うるんだひとみに筋肉質の体にぱつぱつのシャ ツという出で立ちで、 「セニョール、わたしあなたが気に入りました、今夜は  いっしょにのみあかしてもいいデスカ」  婚約者もいるわたしは、内心冷や汗、こんな事態はい っさい考えてもいなかったので、どうやって断ろうかと 頭を抱えた次第:  こたえ:ホモ現地人さん。  この下り:フェニルアラニンの代謝:を履修した学生 さんは、ほとんど全員このような冗談をおもいうかべた に違いないと筆者は独断します:作話癖あり。  ピロガロールについて  高校のテキストでさらりと触れられていることですが 二酸化炭素の吸収にはライムソーダ管が有効で、酸素の 吸収にはピロガロールを用いる。とされています。  ピロガロールはは没食子酸と同じ分子構造を持ってい ます。  以前からそれは三つも密に生えている水酸基がたぶん 分子酸素を抱合して吸着反応を経由して酸素を消化する と推測していましたが、  ホモゲンチジン酸のジケトン開裂と同じような機構が はたらいていると考えると理解がうまくいくようです。  ピロガロールがオルトケトン状態になって水素:電子 を酸素分子に供与し、還元されたペルオキシド状態がそ の部分のCC結合を切断すると考えると楽です。  なお概念が難しいですがペルオキシドとスーパーオキ シドは違います。 =========================  ファイルの終わり。 =========================