#

    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

    　NAD合成経路のメモ

    　Copy_Right　Miyama.

    　２０２６February

    　kazutomi,miyama.sakura.ne.jp
    　KazutomiMiyamaSub@gmail.com

    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

    ＜はじめに・免責＞

    　私家版備忘録です。
    　類推も含みます。

    　この文書を閲覧配布することにより生じた
    あらゆる不利益に対して作者は何らの責任を
    負わないこととします。
    　フリードキュメントです、閲覧配布は自由
    です。

    　こんなのUPしてもだれも読まないよといわ
    れそうです。生化学科の学生氏しか関心はな
    いでしょう。
    　備忘録としては資料なし独学ではとうてい
    想像できなかった「そんなのわかんないよー」
    の白眉だったので、いわばクラウド類似スペ
    ースにファイルを置くものです。π電子が暗
    躍するポテンシャル有機化学は、単純な組成
    的な化学感覚にパンチを浴びせるもののよう
    で、簡単にKOの謙虚の境地になってしまうも
    ののようで。その一例。

    　生化学ではおなじみのNADですが、その認
    識は酸化還元の単なる記号に退行しがちです
    が、
    　その合成から類推できる物性から鑑みるに、
    なかなか食えない化合物のようです。そうい
    う感覚をも添付したくて今回。

    　その合成は、トリプトファンから始まりま
    す。たぶんその分解過程との経路を共有する
    キヌレイン経路を経てニコチン酸が合成され
    ます。

    　以下、jpeg画像ですが、時間がとれないこ
    ともあり、手書きのキャプチャーです。楽で
    いいですが、やはり汚い。ご容赦ください。

    　もくじ

    １　C1脱離、
    　　キヌレインの生成
    ２　副生物キヌレイン酸の生成
    ３　アラニン残基の離脱、
    　　3-ヒドロキシアントラニル酸の生成
    ４　ベンゼン環の開裂と軸の１８０度回転
    　　キヌリン酸の生成
    ５　副生物ピコリン酸の生成
    ６　ニコチン酸の生成

    ーーーーーーーーーーーーーーーーーーーー

    　解説

    １　C1脱炭酸、
    　　キヌレインの生成

    　５員環の炭素一個が、アルデヒド態を経由
    してC1炭素として脱離します。この機構は、
    たとえばチアミンが硫化アリルや、スルフル
    チアミン（Copy_Right、アリナミン製薬。
    東京鉄鋼ビル）経由でアルデヒド開裂する機
    構と同じです。
    　帳尻上はメタノール脱離に相当しますが、
    実際にはおそらく葉酸介在下によるホルミル
    脱離、脱水素が並行して起こります。おそら
    く多くの脱離反応は、脱電子：酸化≒脱水素
    による結合力減退による分離と理解したほう
    が良いようです。

    ２　副生物キヌレイン酸の生成

    　軸がぐるりと回転し、おそらく外部の酸性
    化を誘導する触媒により脱アミノ反応が起こ
    り、そのあと閉環した６員環が安定化のため
    電子を放出してπ化します。

    ３　アラニン残基の離脱、
    　　3-ヒドロキシアントラニル酸の生成

    　反応の本流です。
    　最初に芳香環に酸素が付加されます。
    　芳香環ではあまり水の付加反応→脱水素は
    みられないので、これはモリブドプテリンな
    どによるオキシゲナーゼ活性かもしれません。
    よく知りません。
    　次に架橋状のケトカルボニルが攻撃を受け
    て、アラニン残基を分離します。
    　構造から見ればアミノ基が二つ隣り合わせ
    にありますから、ここに陰電荷を帯びた何か
    が惹きつけられ、触媒ちょっかいをだすと考
    えられます。
    　たぶんリン酸残基、それがカルボニルにエ
    ノール化ちょっかいを出して、リン酸炭酸複
    合体を経由して、カルボキシル分子団を分離、
    そんなところでしょうね。
    　芳香環に水酸基が付いているので、π電子
    の非局在性が薄れているのが反応活性の一助
    かもしれません。

    ４　ベンゼン環の開裂と軸の１８０度回転
    　　キヌリン酸の生成

    　非局在性が薄くなっているので、オレフェ
    ンの付加活性能力がたかまるのは、ピロガロ
    ールの例のようでもあります。
    　そこに水分子が付加して、ふたつめの水酸
    基ができ、
    　電子が酸素に引き込まれてジケトン構造が
    できます。開裂の前夜です。
    　これは、チロシン代謝におけるホモゲンチ
    ジン酸の機構とよくにています。おそらく同
    祖の酵素が介在しているのだと推測されます。
    　ホモゲンチジン酸の分解では、
    　酵素に抱合された二原子の鉄に、酸素分子
    が引き込まれて対象の６員環に酸化攻撃をし
    ます。
    　この図も帳尻的に酸化として脱水素を配置
    していますが、もしチロシン代謝と相同の機
    構なら、酸素による直接攻撃かもしれません。

    （脂肪酸ディスチュラーゼもそうですが、こ
    のような酸素分子による、直接攻撃オキシゲ
    ナーゼ活性は大気の酸素分圧が高くなってか
    らの資産のような気がしますが、さにあらず、
    非常に還元的な時代につくられたものである
    ようであるのは、まさに進化の妙と先入観に
    対する皮肉そのものです。最近ではFoF1ATP
    アーゼの起源について、AI氏に「ぶー」をも
    らいました。）

    　またこの機構は、量子的に連続高速で遷移
    するのかもしれません。変化はおもに電子移
    動によるものだからです。

    　ジケトン構造が、帳尻上加水分解でアルデ
    ヒドとカルボン酸に分解します。筆者はシキ
    ミ酸経路を知らない頃、この逆反応でベンゼ
    ン環ができると思っていました。ただ類似の
    反応がみつからない。シキミ酸経路の味噌は、
    長鎖のオキサリル化合物の自己抱合でした。
    還元的TCA経路のアレです。

    　次の反応は、おそらくジカルボン酸のケト
    部と水酸部の水素結合による安定化によって
    （分子軸が１８０度回転します）疑似６員環
    が形成され（図ではそう描いてありませんが）
    それが量子的安定化によって電子放出するこ
    とによって次化合物に遷移します。

    　活性の高いアルデヒドの近くにアンミン態
    窒素があるとなにが起こるでしょうか？正解
    はヘキサミンのように、熱を放出して、閉環
    縮合が起こります。筆者は高校の頃ホルマリ
    ンに濃厚アンモニア水を混ぜたら、熱を発し
    て泡立ったのを見て、猛烈に感動したのを覚
    えています。「中和反応」は別にカルボン酸
    だけのものではなく、アルデヒドでも起こり
    うるのだと。

    ５　副生物ピコリン酸の生成
    ６　ニコチン酸の生成

    　まとめて解説。

    　４で生成されたキヌリン酸は、二重結合の
    帳尻が一つ足りないので、まだ安定ではあり
    ません。しかし電子を放出すると、つなぎと
    めておいたカルボン酸残基どちらかが保持で
    きなくなるので、同時に脱炭酸が起こります。
    　分子としては別にどっちでもいいんでしょ
    うかね。ニコチン酸に対する異性体ピコリン
    酸は蓄積すると生体によく無いらしいです
    （失念）。

    　ニコチン酸ができればそれがアンモニアを
    受け取ってニコチン酸アミドが出来ます。

    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

    　ファイルの終わり

    ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝