α-リポ酸 lipoic acidとは

  1. 脂肪酸合成の場所は細胞質？ミトコンドリア？

脂肪酸は通常、細胞質で合成されますが、特殊なケースとしてミトコンドリアで合成される脂肪酸があります。ミトコンドリアで合成される脂肪酸は、リポ酸などの補酵素脂肪酸です。

α－リポ酸は下のような構造をしています。別名、チオクト酸だそうで、チオール基（－SH)が２つあって、ジスルフィド結合をして環を形成しており、オクタンの名前の通り炭素8個が繋がっています。そして、酸というとおり、カルボン酸です。炭素鎖と環の分岐に位置する炭素は、4本の手がそれぞれ異なる分子と結合する「不斉炭素」なので、向きまで指定された構造式が描かれています。

  1. https://ja.wikipedia.org/wiki/Α-リポ酸

α－リポ酸は、糖代謝においてピルビン酸からアセチルCoAができる際の酵素である、「ピルビン酸デヒドロゲナーゼ」の補酵素のうちの一つとして働きます。ヒトの体内でも合成されるので、「ビタミン」とは言えませんが、「ビタミン様（よう）」物質と言われることがあります。

  1. https://lpi.oregonstate.edu/jp/mic/食事性因子/リポ酸
  2. http://www.sc.fukuoka-u.ac.jp/~bc1/Biochem/tca_cycl.htm

ChatGPT:

**α-リポ酸（α-lipoic acid）は、補酵素として働くときに「還元型（ジヒドロリポ酸）」から「酸化型（リポ酸）」へ戻る＝つまり、「還元型が酸化される」**という反応が起こります。

🔬 α-リポ酸の酸化還元サイクル

🧪 構造的に見ると：

  • 酸化型リポ酸（lipoic acid）：
    • 環状ジスルフィド構造（–S–S–）
    • 酸化されている形
  • 還元型リポ酸（ジヒドロリポ酸, dihydrolipoic acid）：
    • ジスルフィドが開いて2つのチオール基（–SH, –SH）になる
    • 還元された形

🔁 反応の流れ（例：ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体）

  1. α-リポ酸は酸化型（–S–S–）で存在
  2. 基質（例：ピルビン酸）からアセチル基が転移 → α-リポ酸の一部が**還元型（–SH, –SH）**になりながらアセチル基を受け取る
  3. アセチル基はCoAへ渡され、α-リポ酸はジヒドロリポ酸のままになる（還元状態）
  4. ジヒドロリポ酸は、FADやNAD⁺を介して再び酸化型（–S–S–）に戻る

⚙️ まとめ表

状態 構造 機能
酸化型リポ酸 ジスルフィド環（–S–S–） アセチル基を受け取る（反応前）
還元型リポ酸 2つのチオール（–SH, –SH） アセチル基を運搬、反応後に戻る必要あり

💡ポイント

  • α-リポ酸は酸化還元を繰り返しながら、アシル基や電子をやり取りする「シャトル」のような存在
  • そのため「還元型 → 酸化型へ戻る」のはまさに補酵素としての役割そのもの

質問：ジヒドロリポ酸は、FADやNAD⁺を介して再び酸化型（–S–S–）に戻る　ということは、このステップで、NADHやFADH2が産生されるの？生化学の教科書にそんなこと書いていたっけ？？

ChatGPT:

 

🔬 結論から言うと：

✅ はい、NADHが産生されます（ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体などにおいて）。

しかし、FADH₂は解放されません（酵素内で使われる）。

🧬 例：ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体（PDH複合体）

この複合体は以下の3つの酵素で構成されています：

サブユニット 酵素名 補酵素
E1 ピルビン酸脱炭酸酵素 TPP（チアミンピロリン酸）
E2 ジヒドロリポイルトランスアセチラーゼ リポ酸, CoA
E3 ジヒドロリポイルデヒドロゲナーゼ FAD, NAD⁺

🔁 還元の流れ（重要ポイント）

  1. ピルビン酸がアセチル基になり、E2のリポ酸に転移される
    → この時、リポ酸は**還元型（ジヒドロリポ酸）**になる。
  2. 還元されたジヒドロリポ酸は、E3にある**FADによって再酸化（＝–S–S–型に戻る）**される
    → この時、FAD → FADH₂になる
  3. しかしこのFADH₂はすぐにNAD⁺に電子を渡す（＝酸化されてFADに戻る）
    → NAD⁺ → NADH + H⁺ が実際に系外に出ていく還元当量

🧪 教科書ではどう書いてある？

  • 「FADH₂がNAD⁺に電子を渡すので、実質的な産物はNADHである」という説明が一般的です。
  • Lehninger（『レーニンジャー生化学』）やVoetの教科書などでは、**「E3によってリポ酸が再酸化され、その過程でNADHが得られる」**と明記されています。

🔍 まとめ

ステップ 電子の流れ 実際に「生じて回収される」もの
ジヒドロリポ酸 → 酸化型 → FAD → NAD⁺ NADH
FADH₂自体 酵素内循環で使用され、遊離しない ❌ 出てこない

✅ 最重要ポイント

生化学の教科書がNADHだけを強調するのは、FADH₂はその場でNAD⁺に渡して再酸化されるから。FADH₂自体は「自由な産物」ではないのです。