化合物の構造式を描くフリーソフトchem sketch

ダウンロードサイトURL:　https://www.acdlabs.com/resources/free-chemistry-software-apps/chemsketch-freeware/#chemsketch_modal

描画の例：トコフェロール（ビタミンE）

描画作業メモ：

芳香環をページに配置する方法：メニューバーのTemplatesを選び（F5キーでショートカットできる）、Templates Window…をさらに選ぶ。左側のメニューからAromaticsを選び、プルダウンメニューで2(5)Saturated fusedを選択。今の場合は六員環が2つ接した構造が欲しいのでNaphthaleneを選択。図形の線の上に（空白部分だと反応しない！）カーソルをあててクリックすると選択できるので、自分の作業ページに配置する。

炭素鎖を配置する方法：F5キーでTemplatesのウインドウを開き、左側のメニューでChainsを選択。C3からC10までは準備されています。

不要な図形等を削除する方法：その図形を選択しておき、PCのＤＥＬキーを叩く。

CやHの文字サイズをそろえる方法：分子全体を選択して右クリックのメニューからObject Propertiesを選択。Atomのタブで、CとHを同時に選択（シフトキー押しながら）。フォントはデフォルトのArialのまま、その右の項目でフォントサイズを例えば12とする。Apply ボタンをクリックして完了。

分子間を結合する、もしくは、1重結合を二重結合にする方法：メニューバーにStructure と Drawがあるが、Structureの方を選択し、鉛筆マークで赤い線が引かれているアイコン（Draw Normal）を選択。結合したい分子間をカーソルでなぞる。

結合の長さなどを揃える：手作業でメチル基を配置していると結合の長さがまちまちになってしまいがちです。しかし、あとで整形してくれる「Clean Structure」という便利な機能があります。使うには、整形したい構造物をまず選択しておき、その状態で、メニューバーでStructrue(Drawではなく）が選ばれた状態で右から6番目の位置にある赤い曲がった矢印のアイコン(Clean Structure)をクリックします。クリックするごとに可能な配置の候補が示されていきました。今は、印刷の都合上、長い炭素鎖が水平になるものを選びます。

メチル基を表示するのが鬱陶しく感じられるなら、

メチル基を表示させなくする方法：化合物にカーソルを当てて右クリックしプルダウンメニューのObject Propertiesを選ぶ。Propertiesというウインドウが表示されるので、その中のCommonというタブを選ぶ。Show Carbonsというセクションがあるので、その中の、Terminalのチェックを外す。✓マークを一回クリックすると■マークになるので、さらにもう一度クリックして、何もない状態□にします。それでApplyボタンをクリックすると、メチル基の表示がなくなります。

この構造を暗記しようと考えた場合は、メチル基があったほうが映像的に頭に残りやすそうですね。

Clean Structureは便利ですが、環状の部分の向きが自分の意図と異なるため、環構造の部分と、鎖の部分とを切り離して、環の部分を回転させてそのあと、合体させました。これで、自分が持っている生化学の教科書の図と同じものを自分で再現できました。

α-トコフェロールの構造

Chem Sketchにはもともと主要な化合物は用意されていて、ゼロから自分で作る必要はありません。ビタミンはないのかと思っていましたが、実はありました。

ビタミンの構造式の出しかた：メニューのTemplatesから、Template Organizer..　を選びます。そこに化合物の種類の一覧がありますが、✓されているものしか、Template Windowに表示されません。一番したのVitaminsは✓が入っていない状態だったので、✓を入れました。これで、Template Window..でVitaminsが表示されるようになりました。

「分野別」とは

大学機関別に評価する制度が走っている一方で、技術、法科、薬学、医学などの分野別に教育内容・制度を評価する制度があります。医学教育の分野における評価なので、「医学教育分野別認証評価」、もしくは、医学部内での会話においては簡単に「分野別認証」などと呼ばれているようです。

高等教育機関としての大学は，2004年以降，文部科学大臣の認証を受けた評価機関（大学基準協会，大学改革支援・学位授与機構，高等教育評価機構）による大学機関別認証評価を受審することが義務化された．国内のすべての大学は1回目の評価を受け，2巡目が進行中である．加えて分野別に教育プログラムを評価する制度も開始され，日本技術者教育認定，法科大学院認証評，日本薬学教育評価などが進められ，分野別評価制度は各分野に拡大しつつある．‥　医学分野においては，2010年のアメリカ外国人医師卒後教育委員会（Educational Commission　for Foreign Medical Graduates: ECFMG）の通告を契機に，2015年に一般社団法人日本医学教育評価機構（Japan Accreditation Council for Medical Education: JACME）が設立され，世界医学教育連盟（World Federation for Medical Education: WFME）の認証を受けて2017年4月以降，医学教育の分野別評価が正式に開始された．（医学教育分野別評価の意義と展望　奈 良 　 信 雄　医学教育分野別評価の意義と展望　特別寄稿　医学教育2017，48（6）： 405～410）

医学教育分野別認証評価とは

「医学教育分野別評価基準日本版」は、日本における医学教育の国際認証の道しるべになるものである。自己点検評価においては、評価基準のすべての項目・水準に関して、情報（根拠資料）を提示し、現状分析と自己評価を行い、短期的および中長期的な対応と改善に向けた計画を示すことが求められる。また、外部評価の際にも、この基準に基づいた自己点検評価と実地検証を基に、この基準に則って提言がなされている。（医学教育分野別評価基準日本版Ver.2. 3 4）

医学教育分野別認証評価　事の起こり

米国ECFMGが「2023年以降、医学教育の国際的認証を受けている医学部の卒業生以外には米国での医師資格を与えない」と宣言したことが引き金になり、日本の医学教育においても国際認証を実施すべきとの気運が高まった。その背景にはMedical Tourism（患者の国際間移動）やPhysician migration（医師の国際間移動）といった国際社会の変化があり、また、国内においても医療の実践を学修成果においた医学教育（Outcome-based Education）を実施すべきとの考えが広がったことがある。日本の医学教育を国際的基準に合致したものにしようとする流れはきわめて重要であり、この理念に基づき2015年12月に全国医学部の医学部長を中心に、日本医師会、日本医学会連合、日本医学教育学会などの諸団体の協力の下、一般社団法人日本医学教育評価機構が設立され、一元的に医学教育の分野別評価に取り組むことになった。（医学教育分野別評価基準日本版Ver.2. 3 4）　ECFMG:Educational Commission for Foreign Medical Graduates

日本で医師になった人が、外国でも医師として働けるように（その国の医師国家試験を受験できるように）するための改革の一環として、医学教育分野別認証評価というものが始まったそうです。

1. 認定期間は、2019年4月1日から2024年3月31日　この認定により、本学の医学教育の質が国際基準に適合していることが示されました。また、本学医学部医学科の卒業生はECFMGが実施する米国医師国家試験 (USMLE) 受験資格審査試験を受験することができます。（国際基準に基づく医学教育分野別評価に適合認定　岡山大学）
2. 医学教育分野別評価　【認定期間】　2019年2月1日～2026年1月31日　同評価は、2010年9月に、米国医師国家試験受験資格審査NGO団体（ECFMG）から、「2023年以降、国際基準に基づいて認定された医学部以外の卒業者には米国で医師になる資格を与えない」と通告を受けたことに起因して発足した外部監査制度です。認定により、本学医学部の卒業生はECFMGの受験資格を認められ、米国において継続して医療活動に従事することが可能となりました。（大阪医科大学）
3. 医学教育分野別認証評価と 学修成果基盤型教育　日内会誌　104：2523～2526，2015

受審状況

1. 文部科学省はこれを受けて、国内の医学部のある81大学すべてにこの外部評価を受けるように働きかけています。 藤田医科大学は、国内では17番目、私立医科大学としては5番目にこの認証評価（医学教育分野別評価　国内では日本医学教育評価機構 JACMEが実施）を受審し、2017年3月に国内随一の高い評価を受けました。（JACME 医学教育分野別評価で 国内トップレベルの評価を獲得　藤田医科大学）

改善義務と年次報告の義務

1. 認証後、毎年、年次報告をすることが義務づけられていますので、以下に示します。今後も指摘事項の改善に取り組み、本学医学教育の一層の充実、発展に努めてまいります。（医学教育分野別評価について　慶應義塾大学医学部）

参考

1. 医学教育分野別評価基準〜日本版〜（日本医学教育評価機構　JACME）
2. 日本医学教育評価機構(JACME)

分野別認証に関するニュース

1. 東京医大の国際認定取り消し　評価機構、入試不正で （日本経済新聞　2018年11月22日 20:55）東京医科大の入試不正で、国際基準に基づいて大学医学部の教育を評価、認定する日本医学教育評価機構（JACME）は22日、同大の認定を取り消すと決めた。女子らを不利に扱う得点操作といった不正が、基準に適合しないと判断した。現在は同大以外に国内の28校が認定を受けており、取り消しは初めて。

（分野別認証ではなく）機関別認証に関するニュース

1. (公財)大学基準協会による2020(令和2)年度追評価(大学評価)について（順天堂大学　2021年3月26日）大学基準協会は、2018(平成30)年12月14日に文部科学省が公表した「医学部医学科の入学者選抜における公正確保等に係る緊急調査最終まとめ」を受けて、本学の2016(平成28)年度大学評価結果の妥当性を調査し、2020(令和2)年2月5日、2016(平成28)年度の「適合」判定を取り消し、「不適合」へと判定を変更しました。これを受けて、本学は、指摘事項を真摯に受止め改善に取り組み、2020(令和2)年7月～10月に追評価を受審し、2021(令和3)年3月、大学基準に「適合」しているとの認定を受けました。【認定期間】2021(令和3)年4月～2024(令和6)年3月
2. 医学部不適切入試、評価機関が7校「不適合」に（大学ジャーナル　2020年2月17日）　大学の教育状況などを審査する認証評価機関の大学基準協会は医学部医学科の入学試験で不適切な取り扱いをしたり、不適切な取り扱いをした可能性が高かったりしたとされた日本大学、聖マリアンナ医科大学など7校の適合評価を取り消し、不適合に変更した。文部科学省が2018年末に発表した医学部入試の緊急調査結果に基づき、再評価したもので、不適合の7校は適合を要件とする国の補助金を受給できなくなる。
3. 医学部医学科の入学者選抜に係る調査結果及びこれに基づく大学評価結果の判定変更について（大学基準協会　2020.2.5）各大学の調査結果及び前回の大学評価結果（判定）の変更については、以下をご覧ください。・岩手医科大学・金沢医科大学・北里大学・順天堂大学・聖マリアンナ医科大学・日本大学・福岡大学

ムーンショット研究開発事業の目標１によれば、「２０５０年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現」することになるそうです。

CAというのはキャビン・アテンダント（昔のスチュワーデス）のことではなくて、サイバネティック・アバターのこと。ネット上で似顔絵をアイコン化したアバターがありますが、それを三次元化して、しかも感覚情報・動作まで加味したもののようです。本人はどこか別の場所にいて、アバターがその場所でその場所の人たちとコミュニケーションをとれるというのが構想みたいですね。その場で、アバターが周囲の人とアイコンタクトがとれたり、握手ができたりといったことまで実装される（ことが目標）とのこと。

一体、2050年に私たちはどんな生活をしているのでしょうか。身体も不要、脳も不要、空間も超える、時間も超える、そんなにいろいろなものを人間から取り払ってもなおそこに存在するものって一体何なのでしょうか？喜怒哀楽の感情や心だけでいいということなのでしょうか。

それが本当に人間の幸せにつながるのかどうか、なんとも想像がつきません。正直、自分は、自分のアバターが活躍してくれなくても、自分自身が周囲とコミュニケーションを取れたらそれで充分な気がします。自分よりも優雅にふるまい、エネルギッシュで、人々の尊敬を集められるアバターができてしまったとき、それは単なる虚像にすぎなくて、自分の実体との乖離に悩んだりしないのでしょうか。逆に、それを悪用/利用して、自分とは似てもにつかぬ素晴らしいアバターを世に広めて、自分をブランディングすることもできそうです。

デジタル省のデジタル大臣 河野太郎 氏がさっそく自分のアバターをつくって社会とのコミュニケーションの実装テストをするそうです。国民は、アバターが言うことを信じていいのかどうか、悩ましい気がします。赤の他人にアバターを勝手に作られて、本人とは全くことなる言動をとられたりしたら、SNSのアカウント乗っ取りの３D版みたいな事件になりそうです。

研究者としては面白そうだからやってみた、で済む話でしょうが、ムーンショットなどで莫大な研究予算が投入されて、国民総アバター化がまるで当然のことのように突っ走ることには、非常に違和感を覚えます。

サイバネティック・アバターが普及したら、自殺率は減少するのでしょうか。本人が自殺してこの世から消えても、亡くなった人のアバターが永遠に生き続けて、誰も本人の不在を気に留めないようなことになりはしないのでしょうか。

ムーンショット型研究開発事業（ＭＳ）

研究開発プログラム	「２０５０年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現」 （プログラムディレクター：萩田 紀博 大阪芸術大学 教授）
研究開発プロジェクト名	「誰もが自在に活躍できるアバター共生社会の実現」 （プロジェクトマネージャー：石黒 浩 大阪大学大学院基礎工学研究科 教授）
研究開発課題名	「存在感ＣＡの開発とＣＡ自在操作インターフェースの研究開発」
課題推進者	（石黒 浩 大阪大学 大学院基礎工学研究科 教授）
研究開発課題名	「ＣＡ基盤構築及び階層的ＣＡ連携と操作者割り当ての研究開発」
課題推進者	（宮下 敬宏 株式会社国際電気通信基礎技術研究所 インタラクション科学研究所 所長）
研究開発期間	令和２年１２月～令和７年１１月

研究開発プログラムでは、２０５０年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現するため、サイボーグやアバターとして知られる一連の技術を高度に活用し、人の身体的能力、認知能力および知覚能力を拡張するサイバネティック・アバター技術を、社会通念を踏まえながら研究開発を推進していきます。
研究開発プロジェクトでは、利用者の反応をみて行動するホスピタリティー豊かな対話行動ができる複数のＣＡを自在に遠隔操作して、現場に行かなくても多様な社会活動（仕事、教育、医療、日常など）に参画できることを実現します。２０５０年には、場所の選び方、時間の使い方、人間の能力の拡張において、生活様式が劇的に変革するが、社会とバランスのとれたアバター共生社会を実現します。（引用元：https://www.jst.go.jp/pr/announce/20221021/index.html）

マイナンバーカードが事実上、義務化され強制されていますが、やがて、アバターの作成も国民の義務になるのでしょうか。

人間の脳は年をとると衰えていきますが、本人の能力をすべてアバターのコンピューターに移送することができたら、その人のベストパフォーマンスを永久に実行可能なアバターができそうです。例えば、ストライヤー博士は有名な生化学の教科書を書き残していますが、彼がこの世を去ってもストライヤー生化学は生き残って学生の教育に資することでしょう。もしストライヤー博士のアバターがこのよに残り続ければ、まるで生きているかのようなストライヤー博士の生き生きとした講義を学生が聴くことができるということになるのかもしれません。アインシュタイン博士のような優秀な物理学者のアバター（脳内の全てをコンピューター上に再現）がもしあれば、彼は永久に生き続けて、一般相対性理論に匹敵する壮大な理論を新たに開拓するのでしょうか。

あるいは、核物理学者の純粋な探求心とは裏腹に軍事転用された核兵器のように、人類の存続を脅かすような存在にアバターがなってしまうこともあるかもしれません。

1. サイバネティック・アバターとは　ムーンショット目標１．2050年までに、人が身体、脳、空間、時間の制約から解放された社会を実現
2. 22B19 メタバースで未来のサイバネティック・アバター生活を考えよう Science Agora Channel
3. 河野 太郎 大臣のサイバネティック・アバターについて ～年内に実証実験、社会利用に向けた課題を検討～　令和４年１０月２１日 科学技術振興機構（ＪＳＴ） 株式会社国際電気通信基礎技術研究所（ATR） 大阪大学
4. 河野デジタル大臣のアバターが開会宣言 「Web３分野のスタートアップ支援」（2022年10月2日） テレ東BIZ（YOUTUBE)

コレステロールは生体において非常に重要な物質です。押さえておくべき知識としては、

1. コレステロールは細胞膜の重要な成分
2. コレステロールは、ステロイドホルモン（コルチゾール、アンドロゲン（男性ホルモン）、エストロゲン（女性ホルモン）の前駆体になる。
3. 胆汁酸の前駆体
4. 動脈に沈着すると心臓病や脳卒中のリスク要因になる（アテローム性動脈硬化（atherosclerosis) 　ギリシャ語：athera かゆ　＋　sclerosis 硬さ）
5. 肝臓で、アセチルCoAから多数の反応を経て作られる。
6. HMG-CoAレダクターゼ（メバロン酸をつくる酵素）の量と活性が、コレステロール生合成の制御として重要
7. LDL受容体によって血中コレステロール濃度は低く保たれている
8. Konrad Blochらがコレステロールの生合成経路の研究に貢献
9. 高コレステロール血症の治療薬であるスタチンは、HMG-CoAレダクターゼを阻害する薬
10. 食べものから摂取および生体内でde nove生合成されることにより、得られている

参考

1. ヴォ―ト基礎生化学
2. KONRAD BLOCH The Biological Synthesis of Cholesterol SCIENCE 1 Oct 1965 Vol 150, Issue 3692 pp. 19-28 DOI: 10.1126/science.150.3692.19 コレステロールの構造を決める研究の歴史の概観　1930年代にコレステロールの構造が完全に決定された  Sire Robert Robinsonがコレステロールの環状の骨格はスクアレンによってできているのではないかという仮説を提唱 Blochらは、同位体トレーサーを用いることにより、酢酸がコレステロールの側鎖および4員環骨格の構成要素になることを発見。
3. ARTICLE THE BIOLOGICAL CONVERSION OF LANOSTEROL TO CHOLESTEROL. R.B.ClaytonKonradBloch Journal of Biological Chemistry Volume 218, Issue 1, 1 January 1956, Pages 319-325 https://doi.org/10.1016/S0021-9258(18)65895-8
4. SYNTHESIS OF LANOSTEROL IN VIVO* BY PETER B. SCHNEIDER, R. B. CLAYTON, AND KONRAD BLOCH (Received for publication, June 14, 1956) Journal of Biological Chemistry Volume 224, Issue 1, 1 January 1957, Pages 175-183

コレステロールの構造が複雑でいつまでたってもなかなか覚えられないでいました。しかし、目で映像的に覚えれば、案外、覚えられることがわかりました。

ステロイド

コレステロールはステロイドの一種ですが、ステロイドsteroidは、六員環３つと、五員環１つの４つの環の骨格をもつ脂質のことです。覚えるときは六角形を２つ、一辺を共有するかたちで横に並べて描き、右の六員環の右上にもうひとつ接するように描きます。その右横に五員環を接するように描きます。環の名前は左からA,B,C,Dと呼ばれます。炭素の番号はAの一番上から反時計回りに１，２，３，４，５とつけて、環Bにうつって６，７，８，９，１０とします。次に環Cを時計まわりに１１，１２，１３，１４として、環Dにうつって反時計回りに１５，１６，１７とします。炭素１３についているメチル基がのCが１８，炭素１０についているメチル基のCが１９になります。１７の炭素に「側鎖」がつきます。

1. マクマリー生化学反応機構第２版　２・２　生体分子：脂質　テルペノイド、ステロイド、エイコサノイド　５５ページ

コレステロールの構造

上のステロイド骨格に加えて、コレステロールの場合は側鎖は炭素８個からなるので、合計するとコレステロールは２７個の炭素からなることになります（化学式C27H46O)。３番の炭素には水酸基がついています。また、５－６番の炭素間は二重結合になっています。側鎖の番号は、１７の次の、側鎖の最初が２０，分岐したメチル基が２１，長い鎖のほうにむかって２２，２３，２４，２５，２６，先端の枝分かれの炭素が２７となります。２５からは先が割れて２６と２７になるイメージです。

1. Fig. 1. Structure of cholesterol with the numbering of the carbon atoms.　Analytical methods for cholesterol quantification　Journal of Food and Drug Analysis Volume 27, Issue 2, April 2019, Pages 375-386　https://doi.org/10.1016/j.jfda.2018.09.001

コレステロールの生合成経路

コレステロールの生合成経路は長大でかなり複雑に見えます。しかし炭素５個（C5）からなるイソプレンCH2=C(-CH3)-CH2-CH3が５個結合した形であるスクアレン（Ｃ３０）が、メチル基除去などのいくつかの反応を経てＣ２７になると理解すれば、見通しが良くなります。

イソプレンは、ピロリン酸が結合したイソペンテニルピロリン酸（ＩＰＰ）CH2=C(-CH3)-CH2-CH2-O-(P)-(P) として反応にかかわります。

コレステロールの産生を抑制する薬としてスタチンが有名ですが、スタチンはHMG-CoA還元酵素を阻害して、HMG-CoAからメバロン酸が生成する反応を阻害します。

アセチルCoA

コレステロールの構造は複雑ですが、環になる前の鎖状の構造を見てみると、イソプレン（C5）が６個つながったもの（C30）が主骨格のもとになっています。イソプレンに２リン酸が結合したイソペンテニルピロリン酸（ＩＰＰ）を作るための材料が、アセチルCoAです。

アセチルCoAを最初に学ぶのは、ピルビン酸（C3）がTCA回路に入るときに、脱炭酸（C1）されて、まずアセチルCoAに変換されて、そのアセチル基（C2）がオキサロ酢酸（C4）に結合してクエン酸（C6）が回復するという場面でした。TCA回路ではこのC6化合物が２回、脱炭酸してC4化合物になります。この酸化の過程でＡＴＰにのちに変換するのにつかわれるＮＡＤＨ（３分子）やＦＡＤＨ２（１分子）、ＧＴＰ（１分子）を作るのでした。

つまり、分解され、酸化されてエネルギーを取り出すためのアセチルＣｏＡだったわけですが、実はアセチルＣｏＡは「異化」だけでなく、種々の高分子化合物（コレステロール、脂肪酸など）を合成する「同化」反応において、炭素骨格を提供する原材料としても使われるという点が重要だと思います。

1. 畠山『生化学』１２１ページ　図６－９　アセチルCoAの移動とNADPHの供給

さて、ステロイド合成に向けた反応の出発点ですが、アセチルCoA 2分子が「クライゼン縮合」と呼ばれる反応によって、アセトアセチルCoAになります。

CH3-C(=O)-S-CoA  + CH3-C(=O)-S-CoA   → CH3-C(=O)-CH2-C(=O)-S-CoA  + HS-CoA 

1. マクマリー生化学反応機構第２版 １・８カルボニル縮合反応の機構　２９ページ　エステルの縮合はクライゼン縮合反応と呼ばれ
2. チオエステル結合（コトバンク）カルボキシル基（-COOH）とチオール基（-SH）が脱水縮合してできる結合（-CO-S-）。高エネルギー結合の一つ。
3. クライゼン縮合 Claisen Condensation（Chem-Station）塩基性条件下におけるエステル同士の縮合反応。　2 R1-C-C(=O)-OR2 → R1-C-C(=O)-R1-C(=O)-OR2
4. クライゼン縮合（ウィキペディア）2分子のエステルが塩基の存在下に縮合反応してβ-ケトエステルを生成する反応である。　R-C-C(=O)-O-R’ + R-C-C(=O)-O-R’→ R-C-C(=O)-C(-R)-C(=O)-O-R’ + R’OH
5. クライゼン縮合 (FUJIFILM)

アセトアセチルCoA

アセトアセチルCoAは、再度アセチルCoAと反応します。この反応はアルドール反応で、

CH3-C(=O)-CH2-C(=O)-S-CoA 　＋　CH3-C(=O)-S-CoA　→（アルドール反応）

さらに加水分解がおこり、3-ヒドロキシ–3-メチルグルタリルCoA（HMG-CoA）

HOOC-CH2-C(OH)(CH3)-CH2-C(=O)-S-CoA

が生成します。

ヒドロキシメチルグルタリルCoA（HMG-CoA）

ヒドロキシメチルグルタリルCoA（HMG-CoA）は、2分子の(NADPH + H+)によってチオエステル基の部分が還元されて、メバロン酸 HOOC-CH2-C(-CH3)(-OH)-CH2-CH2OH （と2分子のNADP+)を生成します。

メバロン酸

メバロン酸 HOOC-CH2-C(-CH3)(-OH)-CH2-CH2OH

メバロン酸は、メバロン酸キナーゼにより、5-ホスホメバロン酸になり、さらにホスホメバロン酸キナーゼによって、5-ピロホスホメバロン酸になります。それから、ピロホスホメバロン酸デカルボキシラーゼの働きによって、イソペンテニル二リン酸（C5）が生じます。

イソペンテニル二リン酸 H2C=C(-CH3)-CH2-CH2-O-PO2(-)O-PO3(2-)

イソペンテニル二リン酸（ＩＰＰ）

イソペンテニル二リン酸 H2C=C(-CH3)-CH2-CH2-O-PO2(-)O-PO3(2-)　が生成します。

イソペンテニル二リン酸 が異性化して、ジメチルアリル二リン酸（ＤＭＡＰＰ）

ジメチルアリル二リン酸（ＤＭＡＰＰ）

イソペンテニル二リン酸 （C5）とジメチルアリル二リン酸（ＤＭＡＰＰ）（C5）との結合により、ゲラニル二リン酸（Ｃ１０）が生成します。

ゲラニル二リン酸（Ｃ１０）

H3C-C(-CH3)=CH-CH2-CH2-C(-CH3)=CH-CH2-O-PO2(-)-O-PO(2-)   (C10化合物）

ゲラニル二リン酸（Ｃ１０）にイソペンテニル二リン酸（C5）が結合してファルネシル二リン酸（C15）が生成します。

ファルネシル二リン酸（Ｃ１５）

ファルネシル二リン酸（C15）　2分子が向かい合わせになるような向きで結合してスクアレン（C30）になります。

スクアレン（Ｃ３０）

H3C-C(-CH3)=CH-(CH2-C(-CH3)=CH-CH2)2 – (CH2-CH=C(-CH3)-CH2)2 -CH2-CH=C(-CH3)-CH3

上記の構造であるスクアレン（Ｃ３０）は直鎖構造をしていますが、これが環状になったものがラノステロール（Ｃ３０）です。

ラノステロール

ラノステロール（Ｃ３０）から３つのメチル基が取り除かれます。また、側鎖の二重結合が還元されて、環構造の中にある二重結合は場所が移動します。こうしてコレステロールになります。

コレステロール

コレステロールは、他の種々のステロイドの前駆体としての役割を担います。

スタチン

HMG-CoA還元酵素阻害薬(スタチン系)　働き・特徴肝臓におけるコレステロールの合成に関与するHMG-CoA還元酵素の作用を阻害することによって、コレステロールの産生を抑制する薬です。

参考

1. マクマリー生化学反応機構第２版　３・６ステロイドの合成　１４１ページ～
2. マークス臨床生化学　第28章　コレステロールの吸収、合成、代謝、運命

Lab Values Nursing NCLEX Review for Nurses and Nursing Students RegisteredNurseRN

アルコールを飲むと喉が渇きます。アルコールの代謝に水が必要？と一瞬思いましたが、そういうわけではなく、単に、アルコールに利尿作用があるため、体から水分が失われるので水の補給が必要になるということだそうです。もしくは、細胞外液の浸透圧がアルコールのせいで上昇するため、細胞から水が失われるので水を補給したくなるということみたいです。

1. お酒を飲みすぎた翌日は、いつも冷たい水をがぶ飲みしてしまいます。これって大丈夫ですか？（サントリー）

アルコール（エチルアルコールCH3CH2OH）は、胃や腸で吸収され、肝臓に運ばれて、ADH（アルコール脱水素酵素）の働きによりアセトアルデヒドに変換され、さらにALDH（アルデヒド脱水素酵素）の働きで酢酸になります。酢酸は、アセチルCoAになり、TCA回路に入って最終的には、水と二酸化炭素にまで分解されます。あるいは、脂肪酸の原料としても使われます。

アルコールが代謝されてできるアセチルCoAが脂肪酸の原料だから、飲みすぎは太るのかというと、理由としてはそれだけではないようで、お酒には糖質もかなり含まれていることが多いので、その糖質が栄養の摂りすぎになって太るという可能性もあるそう。

1. 【酒好き必見！】太りにくいお酒の種類・飲み方・おつまみを徹底解説　MedicaLook

解糖系について勉強していると、グルコースからピルビン酸にいたるまでの経路にでてくる反応で、フルクトース１，６ビスリン酸 CH2(-OPO4 2-)-C(=O)-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH2(-OPO4 2-)が2つに分かれて、ジヒドロキシアセトンリン酸 CH2(-OPO4 2-)-C(=O)-CH2(OH)とグリセルアルデヒド3－リン酸 CH(=O)-CH(OH)-CH2(-OPO3 2-) が生成する反応があります。これはアルドール開裂（アルドール反応の逆反応）と呼ばれるもので、この反応を理解するためには、アルドール反応が何なのかを勉強する必要があると感じました。

カルボニル基 -C(=O)-に隣接する炭素は、α炭素と呼ばれ、そのα炭素に結合している水素はα水素と呼ばれるのだそうです。このα水素が水素イオンとして脱離することによって、α炭素がマイナスの電荷を帯びます。これが、エノラートイオンと呼ばれるそう。

アルドール反応とは

新しい炭素-炭素結合を作ることが出来る　有機化合物の基本骨格を、二つのフラグメントを結合する形で繋げ、より複雑なものに出来る。　炭素をつなげる王道反応：アルドール反応 (1) Chem-Station

aldol反応とは、α水素を有するアルデヒド（またはケトン）が酸もしくは塩基の存在下、2分子間で起きる付加反応のことです。生成物はβ-ヒドロキシルアルデヒドまたはβ-ヒドロキシルケトンとなります。ここでいう「β」はβ位のことで、カルボニル基の隣（＝α位）のさらに隣（＝β位）という意味です。（aldol反応・aldol縮合　yaku-tik.com）

解糖系の場合、ジヒドロキシアセトンリン酸 CH2(-OPO4 2-)-C(=O)-CH2(OH)とグリセルアルデヒド3－リン酸 CH(=O)-CH(OH)-CH2(-OPO3 2-) 　の2つが構成要素で、アルドール反応の生成物が、フルクトース１，６ビスリン酸 CH2(-OPO4 2-)-C(=O)-CH(OH)-CH(OH)-CH(OH)-CH2(-OPO4 2-)　なので、確かに、生成物のβ位の炭素には水酸基（アルデヒド由来）になっていて納得です。

アルドール反応のエッセンス部分は、炭素から水素イオンが脱離して、炭素がマイナスイオンになっているのを(-)と書いておくと、

-C(=O)-C(-)　 + CH(=O)  ⇒ -C(=O)-C-C(OH) –

ということになります。

アルドール反応（アルドールはんのう、aldol reaction）はα位に水素を持つカルボニル化合物が、アルデヒドまたはケトンと反応してβ-ヒドロキシカルボニル化合物が生成する反応で、求核付加反応のひとつ。 アルデヒド同士がこの反応を起こすとアルドールを生成することから、この名で呼ばれる。（アルドール反応　ウィキペディア）

アルドールとは、アルデヒド＋アルコールの造語だったんですね。知ってすっきり。「アルデヒド同士がこの反応を起こすとアルドールを生成」という説明で、ようやく気付きました。

なぜこんな反応が起きるのか？カルボニル基のとなりの炭素（α炭素）に水素がある化合物の場合、

R-C(=O)-CH2-R （ケト型）　は、R-C(-OH)=CH-R（エノール型）の配置もとれるのだそうです。二重結合(en)をもつアルコール(-ol)なのでエノールという名称になるわけですね。この水素が脱離した分子は、エノラート（enolate）と呼ばれるそうです。R-C(=O)-CH-R 　α炭素がマイナスの電荷を帯びることになります（水素は水素イオンとして脱離）。このマイナス電荷の炭素が、もう一方のケトンあるいはアルデヒドの分子内にある、プラス電荷気味になっているカルボニル基の炭素に対して「求核置換」の攻撃をするわけですね。

1. アルドール反応・アルドール縮合：酸・塩基によるエノラート合成　Hatsudy：総合学習サイト

さて、エノラートという言葉を学んだので、もういちどアルドール反応の定義に戻ります。これが厳密な定義なのかな。

アルドール反応の定義は以下の通りである。【α水素をもつカルボニル化合物から発生したエノラート(エノール)がもう一つのカルボニル化合物へ求核付加し、β-ヒドロキシカルボニル化合物を与える反応】(炭素をつなげる王道反応：アルドール反応 (1)　Chem-Station)

アルドール反応・アルドール付加・アルドール縮合という名称

自分が混乱したのは、アルドール縮合という言葉です。上記の説明では、縮合（例えば水分子が脱離するなど）していなくて、単に結合しただけです（付加反応）。付加反応のことを縮合と呼ぶ人もいるようですが、アルドール反応は実際にこの付加反応が生じたあと、次に続く反応で縮合も生じるので、それを（もしくはそれも含めて）アルドール縮合と呼ぶのかもしれません。

【縮合】2分子またはそれ以上の有機化合物が反応して、簡単な化合物の脱離を伴いながら新しい化合物を生成する反応をいう。たとえば、酢酸とエタノール（エチルアルコール）から酢酸エチルを生成するエステル化の反応は、酢酸とエタノールの両分子から簡単な化合物である水が脱離して、より大きい分子である酢酸エチルを生成するので縮合反応である。縮合反応ということばはかなり広く用いられていて、アルドール縮合のように、2種類の分子があわさって一つの大きな分子が生成するだけで、簡単な分子がとれないという例外的な縮合反応もある。（縮合　コトバンク）

コトバンクにはアセトアルデヒドCH3CHO　2分子が「アルドール縮合」して

HC(=O)-CH3 　 + HC(=O)-CH3   →　 HC(=O)-CH2-CH(OH)-CH3

アルドールが生成される反応が例として挙げられています。

アルドール縮合反応の名称は、アルデヒドやケトンが2分子関わってこれらが縮合によって生成する、それぞれβ－ヒドロキシアルデヒド類（β－アルドール）およびβーヒドロキシケトン類（β－ケト―ル）から名付けられた。一般にはこれらのβーヒドロキシ化合物の脱水によって生成するα、βー不飽和アルデヒド、およびケトン類を含んで総称されている。（糖尿病とメイラード反応　須山亨三　仙台大学紀要 2006 Vol.38. No.1. pp47-71）

ここまでくれば、

薬剤師国家試験平成30年度第103回一般理論問題問106　は簡単に答えがわかります。

生体において解糖や糖新生は、アルドラーゼにより触媒される可逆過程（アルドール反応及び逆アルドール反応）を含む。Ａの構造式として正しいのはどれか。1つ選べ。ただし、構造式はすべて鎖状構造を示している。（PDF　第103回薬剤師国家試験問題及び解答（平成30年2月24日、2月25日実施）　厚生労働省）

生化学におけるアルドール反応の例

解糖系でC6がC3に分かれるところが、アルドール反応の逆反応（アルドール開裂）でした。重要なエネルギー代謝経路でアルドール反応が起きている別の例としては、クエン酸回路にアセチルCoAが入るときの反応があります。アセチルCoAのアセチル基がオキサロ酢酸に付加されて、クエン酸ができるわけですが、最初にこの反応を見たとき、CoAのチオール基側の炭素が骨格として繋がるのかと思ったのですが、どうやらそうではないようで、一体どういう反応でメチル基側の炭素が繋がるのだろうと不思議でした。これがまさにアルドール反応によるものと知り、なるほどと思いました。

アセチルCoA　　CH3-C(=O)-S-CoA 　のメチル基の炭素がまさに、カルボニル基の隣、すなわちα炭素で、それについている水素がα水素です。この水素が水素イオンとして脱離して、炭素がマイナスの電荷をもち、オキサロ酢酸 O=C–COOH-CH2(COOH) のカルボニル基の炭素（プラスに電荷が偏っている）を攻撃するわけですね。アルドール反応により、

O=C(-S-CoA)-CH2-C(OH)(COOH)-CH2COOH

加水分解(H2O)により、HS-CoA とクエン酸 HOOC–CH2-C(OH)(COOH)-CH2COOH になります。

1. アルドール反応　クエン酸　（health.joyplot.com）　アセチルCoAとオキサロ酢酸がアルドール反応によりカップリングした後、チオエステル部分が加水分解を受けて生成される。
2. 加水分解（ウィキペディア）水分子 (H₂O) は、生成物の上で H（プロトン成分）と OH（水酸化物成分）とに分割して取り込まれる。

参考

1. ブルース有機化学概説（第3版）　オンライン提供「18章　酵素触媒反応の機構・ビタミンの有機化学」（p.678〜729）
2. 有機化学 改訂2版 （丸善出版 2016年）奥山 格, 石井 昭彦, 箕浦 真生 plus on the web ウェブチャプター23　生体物質の化学 23E　代謝の化学
3. 第24回　エノール・エラノートの反応（１）　名城大学理工学部応用化学科

これまでに自分たちが明らかにした

• “We previously demonstrated that” 135,000

明らかでない

• “remains unclear” 1,180,000　”remain unclear” 502,000
• ”not well understood” 756,000
• (has/have) “not been well understood” 33400

メカニズムが明らかでない

• “through poorly understood mechanisms” 998
• “via poorly understood mechanisms” 345
• “with poorly understood mechanisms” 208

あまり研究されていない・調べられていない

1. “understudied” 235,000
2. “under-investigated” 36,400　+名詞　で使うことが多いようです。

今回は、～かを調べた

• “In this study, we investigated if” 3250
• “In this study, we examined if” 1560
• “In this study, we asked if” 708

それに対して・一方

• “in contrast” 7,520,000　何と何とを対比させたいのかを明らかにするため、前置詞を続けることも多い。
• “in contrast to” 6,680,000
• “in contrast with” 1,590,000

重要な点は・重要なことに

• “Importantly, ” 3,150,000

結論を述べる表現

• “Our findings suggest that” 592,000
• “Our findings indicate that” 365,000
• “Our findings prove that” 1580

時間やタイミングを表す英語表現

by ~ ～までに　by the time その時刻よりも前もしくはその時刻が該当する範囲です。その時刻も含まれることに注意（参考動画）。by next Monday 月曜までに　と言った場合、日本語でも月曜日も含まれそうなので、まあ英語も同じってことですね。

1. Almost all native contacts are formed by the time of 100 000–300 000 Monte Carlo steps. (paper) （ある時点までにその出来事が起きている、完了している）

during ～　前置詞。~の期間の間ずっと　または　～の期間の間のある時に　同じ意味で使える接続詞はwhile 。２つの使い方があり得ることに注意。

• The accident happened during my holidays.（転載元）休暇中にその事故は起きた。（ある期間の一点で）

throughout ~ 　～の間中ずっと

1. Isofluorane was maintained at 1.0%–1.5% (v/v) in oxygen at 1.0 – 1.5 l/min throughout the surgery. （論文）

until ~ ~の時刻・タイミングまで連続していたことを示すときに使います。

注意

1. 例の少なさは、不適切であることを必ずしも意味しない。そのような言い方や用例が少なかったというだけ。もちろん、英語として不適切なので、誤用例が少数見受けられた可能性もある。
2. 例が多くても、外国人による誤用である場合もあり得る。

TCA回路での重要事項

個々の中間代謝産物の名前を覚えるよりも大事なことを列挙しておきます。

1. クエン酸1分子あたり、この回路一周することで、NADHが3分子、FADH2分子が1分子、GTPが1分子、CO2が2分子生じる。
2. この回路のなかの脱炭酸反応産生するCO2および、ピルビン酸(C3)がアセチルCoA (アセチル基はC2)になる際の脱炭酸反応が、人間が肺で呼吸するときに吐き出す二酸化炭素ＣＯ２．
3. ＮＡＤＨ，ＦＡＤＨ２は電子供与体として、次のステップである電子伝達系で使われる。
4. ＧＴＰはＡＴＰをつくるのに使われる。
5. ＴＣＡ回路そのものでは直接ＡＴＰが産生されない。（注：GDP→GTPでなく直接ADP→ATPがつくられる動物種・臓器もあるため、教科書によって記述が異なることがある）

TCA回路の暗記

ATPやアセチルCoAの構造式を覚え、解糖系の反応物と働く酵素を覚え、次にやるべきは、TCA回路を覚えることでしょう。大学院入試の前には全部暗記しましたが、もうすっかり忘れています。どうすれば、長い間覚えていられるのでしょうか。

やはり語呂合わせや歌で覚えるしかなさそうです。

日本語でのTCA回路の語呂合わせ

日本語で、語呂合わせで覚える方法がありました。「おくいあさこ不倫」で覚えられます。奥井朝子不倫なのか奥居麻子不倫なのか、奥井亜佐子不倫なのか、奥井亜沙子不倫なのか、奥井阿紗子不倫なのかはわかりませんが、

1. 「お」きさろ酢酸（オキサロ酢酸）
2. 「く」えん酸（クエン酸）
3. 「い」そくえん酸（イソクエン酸）
4. 「あ」るふぁーけとぐるたる酸（α‐ケトグルタル酸）
5. 「さ」くしにるCoA（サクシニルCoA　または　スクシニルCoA）
6. 「こ」はく酸（コハク酸）
7. 「ふ」まる酸（フマル酸）
8. 「りん」ご酸（リンゴ酸）

の8個の化合物です。クエン酸回路という名前ですが、オキサロ酢酸がクエン酸になるところから、この語呂合わせはスタートします。サクシニルCoA　よりも、　スクシニルCoAと呼ばれるほうが多いと思いますが、サクシニルCoAという呼び名も使われているようです。

1. 代謝疾患分野|サクシニル-CoA:3-ケト酸CoAトランスフェラーゼ欠損症(平成22年度)（難病情報センター）
2. 「奥井あさこ」不倫　星薬科大学教授 ・ファルマシアアドバ イザー 辻 勉　フアルマシア Vol.45 No.6　2009 これは先日教室で耳にした学生達の会話の一部です．聞いてみると．生化学でのTCAサイクル（クエン酸回路）に登場する代謝中間体の名称と順序の語呂合せだそうです．「オ」キサロ酢酸→「ク」エン酸→「イ」ソクエン酸→「ア」ルファーケトグルタル酸→「サ」クシニルCoA→「コ」ハク酸→「フ」マル酸→「リン」ゴ酸　の頭文字を繋いだものだそうで，なかなか良くできており妙に感心してしまいました．

さて、構造式ですが。

クエン酸

クレブス回路、クエン酸回路、TCA回路といろいろな名前で呼ばれますが、この回路は、解糖系でできたピルビン酸がアセチルCoAになって、そのアセチル基が使われることでクエン酸が再生されるところから始まります。クエン酸という名前を知っていても、構造式は思い浮かびません。構造式を覚える手がかりになるのは、ＴＣＡ回路という名前です。これはトリカルボン酸回路の略で、つまりカルボン酸が三つあるということです。クエン酸の構造は、カルボン酸（カルボキシ基）が３つついていることを知っていれば、CH2(COOH)-C(OH)(COOH)-CH2(COOH)　は覚えやすいでしょう。真ん中の炭素には、水酸基がついているのは、覚えておくしかありません。

イソクエン酸

イソという名前(isomer 異性体）が示すとおり、クエン酸の異性体で、水酸基が炭素一つ移動して、

HO-CH(COOH)-CH(COOH)-CH2(COOH) になります。

α‐ケトグルタル酸

さて、イソクエン酸HO-CH(COOH)-CH(COOH)-CH2(COOH) の水酸基がついた炭素  C(-OH)-は酸化されてカルボニル基 -C(=O)-になります。この酸化反応と同時にNADH+が還元されてNADHが産生します。続いておこる脱炭酸反応により二酸化炭素が産生されます。脱炭酸が起きるカルボキシ基は真ん中の炭素についたものです。

-OOC-C(=O)-CH2-CH2(COO-)

炭素6個の化合物から二酸化炭素が抜けたので、炭素5個の化合物になりました。

1. Isocitrate Dehydrogenase (NADP)  sciencedirect.com

スクシニルCoA

さて、脱炭酸反応は、続けて起こります。スクシニルCoAという名前が示すようにsuccinilate（コハク酸）にCoAが結合した化合物です。α‐ケトグルタル酸のケトン基がついている炭素のカルボキシ基で脱炭酸反応が起きます。また触媒する酵素がデヒドロゲナーゼですので水素ものぞかれます。そこにCoAが結合しますので、CoA-S-C(=O)-CH2-CH2(COO -)  となることがわかります。-S-はCoAのチオール基のSを明示的に書いたものです。

1. Alpha-ketoglutarate dehydrogenase: a target and generator of oxidative stress Laszlo Tretter and Vera Adam-Vizi Published:04 November 2005 https://doi.org/10.1098/rstb.2005.1764

コハク酸

スクシニルCoA　CoA-S-C(=O)-CH2-CH2(COO -) からCoAが外れて、そこに水酸基がつきます。CoAのチオールエステル結合は、「高エネルギー結合」のひとつであり、この結合がきれることでたくさんのエネルギーが放出され、そのエネルギーはGDPをGTPにすることに使われます（共役する）。

– O-C(=O)-CH2-CH2(COO -)   同じことですが少し書き直すと

– OOC-CH2-CH2-COO -　対称的な構造をしていることがわかります。

ここで、酸素の数が合わないような気がして、一体どこから来たのだろうという疑問が生じました。加水分解と考えると、

CoA-S-C(=O)-CH2-CH2(COO -)　 + H2O 　⇒　CoA-SH + HO-C(=O)-CH2-CH2(COO -)

つじつまがあいます。ところが、話はそう単純ではありません。

スクシニルCoAはステップ５において加水分解されてコハク酸となるが、この反応は水分子による単純な求核アシル置換反応のように思われる。しかし、酵素に結合したチオエステルが加水分解される解糖系のステップ６，７でみられたように、この反応は見かけよりは複雑である。スクシニルCoAシンテターゼにより触媒されるこの”加水分解反応”は、水分子は関与しない。（マクマリー生化学反応機構　186ページ）

上の教科書では加水分解という言葉をちょっと使っていますが、見かけは加水分解だけど実は水は登場しないと注意を促しています。

これは、全体の反応を考えると、疑問が解消しました。

スクシニルCoA + 無機リン酸 + GDP 　⇒　コハク酸 + CoA + GTP

が全体としての反応です。無機リン酸(inorganic phosphate)はPiと略記されることが多いですが、オルトリン酸(正リン酸 orthophosphate) H3PO4のこと。水素が電離する個数によって、H3PO4, H2PO4 -, HPO4 2-, PO4 3-　となります。スクシニルCoAからいきなりコハク酸になるのではなくて、スクシニルCoAと無機リン酸( OPO3H 2-)が反応して、succinyl phosphate（日本語名？？？）がまずできます。

-OOC-CH2-CH2-C(=O)-S-CoA  + OPO3H 2-   ⇒　-OOC-CH2-CH2-C(=O)-OPO3 2-   +   HS-CoA

次にsuccinyl phosphateのリン酸基がGDPに転移されてGTPを生じ、自身はコハク酸になります。

-OOC-CH2-CH2-C(=O)-OPO3 2-   　 + GDP  ⇒　-OOC-CH2-CH2-C(=O)-O –  +  GTP

無機リン酸からもらった酸素でした。

1. 無機リン酸　photosyn.jp
2. Step 5 of the Krebs cycle: Succinyl-CoA Synthetase　proteopedia.org

フマル酸

コハク酸の骨格部分の２つの炭素から水素が除かれて二重結合が導入されます。異性体がありえますが、フマル酸はトランス型です。ちなみに、シス型の異性体は、マレイン酸(maleic acid)です。

HC(-COOH)=CH-COOH

リンゴ酸

フマル酸に水分子が反応して二重結合があったところに水酸基がひとつ導入されます。

HOOC-CH(-OH)-CH2-COOH

オキサロ酢酸

リンゴ酸から水素が除かれて、水酸基だったところはケトン基に変わります。

HOOC-C(=O)-CH2-COOH

オキサロ酢酸もα‐ケト酸であることが構造式から読み取れます。

クエン酸

オキサロ酢酸HOOC-C(=O)-CH2-COOHに、アセチルCoAからアセチル基がもらわれて(アルドール反応）、クエン酸に戻ります。HOOC-CH2-C(OH)(COOH)-CH2-COOH

1. アルドール反応とは

クエン酸回路は8個の化合物からなって、一見複雑ですが、化合物名を覚え、酵素名を覚え、反応を考えれば、案外構造式は書き下せるものだと思いました。クエン酸から出発してぐるっと一周するのを３，４回も書けいていると、自然に覚えられます。

TCA回路を覚えさせられるのは日本の学生だけでなく、世界でも同じ。英語の語呂合わせもあるみたいです。

TCA回路の中間代謝物の名称の語呂合わせ（英語）

1. CITRIC ACID CYCLE SONG | Science Music Video Jam Campus　（YOUTUBE)

下の動画に、Can I Keep Selling Substances For Money, Officer?  という文で覚えましょうと、覚えかたの語呂が紹介されていました。

1. Krebs Cylcle Trick How to remember krebs cycle FOREVER!! MEDSimplified

早速試してみました。これは、いけます。2回くらい白紙に書き出してみたら、頭に入りました。

1. Citrate
2. Isocitrate
3. Ketoglutarate
4. Succinyl CoA
5. Succinate
6. Fumarate
7. Malate
8. Oxalo acetate

の８つの化合物が自分の頭の中から出てきます。初めてTCA回路を勉強する人には難しいかもしれませんが、一度TCA回路を学んでいて、化合物名やその英語名をある程度聞いていて、なかなか覚えられないという状態の人であれば、お勧めの語呂合わせだと思います。

さて、次に構造式をどうやって覚えるかです。なにしろ、「呼吸」の過程なので、二酸化炭素CO2が発生します。クエン酸はC6（炭素6個）ですが、CO2が発生するとCの数が減っていきます。ですので、Cの数およびCO2の発生がどこで生じるかに気をつけたほうが、覚えやすくなります。

1. Citrate　　　C6
2. Isocitrate　　　C6
3. α-Ketoglutarate　C5　　脱炭酸反応で、CO2発生
4. Succinyl CoA　C4　　　脱炭酸反応で、CO2発生
5. Succinate　C4
6. Fumarate　C4
7. Malate　C4
8. Oxalo acetate　C4
9. Citrate　　　C6　（アセチルCoAから、アセチル基（C2）をもらったので、Cの数が２増えて、もとに戻った）

ということになります。クエン酸が異性化してイソクエン酸になったあと、次々と脱炭酸反応が起き、C6,C5,C4ときてその後はC4のままで、最後にアセチルCoAからアセチル基（C2）をもらうことで、C6にもどり、一周すると覚えればいいでしょう。

TCA回路の酵素名の語呂合わせ（英語）

さて、上の動画では、酵素名の覚えかたも紹介されていたので、まずは酵素名から覚えましょう。

So, At Disco, Divil Sipped Five Drinks.  と覚えるのだそうです。ここで、SはSyntase（合成酵素）、DはDehydrogenase（脱水素酵素）で、AとFだけは、そのまま、Aconitaseと、Fumaraseと覚えるしかありません。

1. Citrate　　→　  Isocitrate　 　[Aconitase]   At
2. Isocitrate　　→　 α-Ketoglutarate 　[Isocitrate dehydrogenase]   Disco
3. α-Ketoglutarate　→　  Succinyl CoA 　[α-ketoglutarate dehydrogenase]   Devil
4. Succinyl CoA　→　 Succinate   　[Succinyl CoA synthetase]   Sipped
5. Succinate　　→　  Fumarate　 　[Succinate dehydrogenase]    Down
6. Fumarate　　→　   Malate　[Fumarase]    Five
7. Malate　→　  Oxalo acetate　 　[Malate dehydrogenase]  Drinks
8. Oxalo acetate　→　    Citrate　　　[Citrate synthase]    So,

Succinyl CoA synthetaseだけは、合成酵素なのに生成物ではなく反応物の名前が来ます。これは、逆反応も触媒するもので、逆反応のほうで名前がついたからなんでしょうね。

あと、Sは合成酵素といっても、synthase（シンターゼ）とsynthetase（シンテターゼ）の区別があります。ややこしいですね。例えばATPを合成する酵素は、ATPシンターゼです。シンテターゼは、高エネルギーリン酸結合の加水分解と共役して何かを結合させる酵素のようです。

1. シンターゼとシンセターゼの違い（ultrabem.com）

コハク酸（Succinate）からスクシニルCoA（Succinyl CoA）を合成するときに、スクシニルCoAシンテターゼ（Succinyl CoA synthetase）が働くわけですが、その際ＧＴＰを加水分解します。今、ＴＣＡ回路ではこの逆反応なので、ＧＤＰからＧＴＰが生成されます。ＴＣＡ回路では実はＡＴＰは一つもできませんが、ＧＴＰが一つできるんですね。このＧＴＰは、このあとＡＤＰからＡＴＰを産生するのに使われますので、トータルで産生されるＡＴＰを数えるときには、数にカウントされます。

上の語呂合わせでは、synthaseとsynthetaseとの区別をつけていなかったというのが、要注意だと思いました。

また、自分の手元の教科書だと、

aconitaseのことは、aconitic acid hydratase アコニット酸ヒドラターゼ　で紹介されており、

fumarate は、　fumarate hydratase フマル酸ヒドラターゼ　となっています。酵素には名前が複数あることがるので、ややこしい。違う人が違う呼び方をするかもしれないので、結局、全部覚えるはめになります。

まあ、機械的に丸暗記するより、こういう語呂合わせでもいいので手がかりがあったほうが覚えやすいのは確かです。

クエン酸回路の図

自分にとって見やすい図を一つ決めておくと、いいです。

中間代謝物の構造と酵素

1. 畠山　生化学　80ページ　図4－11

収支の概略

1. 畠山　生化学　82ページ　図4－12
2. https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/citric-acid-cycle

参考

1. マクマリー生化学反応機構　４・４ クエン酸回路　180ページ~
2. Bruice Organic Chemistry 5th edition Chapter 25 The Organic mechanisms of the coenzymes ・Metabolism page 1038 Figure 25.3 The citric acid cycle
3. 畠山　生化学　80ページ　図4－11
4. 酸と塩基の強さ　NHK高校講座

生化学でアセチルCoAは主役中の主役です。しかし、その構造式は想像を絶するほど複雑で、きちんと書ける人は一体どれだけいるんだろうと思ってしまいます。しかし、よくよく眺めると、いくつかの重要な物質に分けて考えることができるため、丸暗記できなくもなさそうです。

アセチルCoAの構造式

まずアセチルCoAという名前が示す通り、アセチルCoAはCoAにアセチル基が結合したものです。CoAは補酵素AまたはコエンザイムAと呼ばれるもの。また、補酵素AのAとは何かというと、名前の由来は実は、acetate（酢酸）を活性化する補酵素というものです。acetateのaだったんですね（もしくはactivation のa？）。

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Coenzyme_A
2. 酢酸を活性化する酵素（アセチルCoA合成酵素）欠損マウスは絶食時に体温、持久力が低下する。 ―酢酸が絶食時の燃料になることを発見―

酢酸の構造はCH3COOHで、アセチル基はCH3CO-です。つまりアセチルCoAは、酢酸の水酸基とCoAのチオール基(-SH)とが脱水縮合して結合した構造をしていて、CH3CO-S-CoAと書けます。SはCoAの一部なのですが、チオール基のところにアセチル基が結合していることを明示するためにSをあえて書く書き方です。そんなわけで、アセチルCoAの構造を覚え長ければCoAの構造を覚えればよいということになります。

CoAの構造式を眺めてみて、真っ先に気付くのは、ATPに似た構造があること。アデニンがリボースに結合しており、リボースの3位にはリン酸が結合しているのがちょっと特徴的。6位の炭素にはリン酸基が２つついています。その先に、いろいろ複雑な構造がつながっているわけです。リン酸に結合しているうちの真ん中部分は、ビタミンの一種である、パントテン酸です。パントテン酸の先に、端にチオール基をもつ化合物があります。２－アミノエタンチオールです。パントテン酸だけとっても、その構造は複雑ですが、パントテン酸はさらに２つに分解して考えることができます。β‐アラニンとパントイン酸（2,4‐ジオキシ-3,3,ジメチルブタン酸）です。パントイン酸と覚えても構造式は出てこないので、2,4‐ジオキシ-3,3,ジメチルブタン酸で覚えましょう。ブタンなので炭素は4つ（メタン、エタン、プロパン、ブタン、‥）。酸なので、端はカルボキシ基。カルボキシ基の炭素から順に１，２，３，４と炭素に番号が振られます。2,4に水酸基が、3,3にメチル基がついた構造ですので、書き下してみると、

HOOC-C(OH)-C(CH3)2-CH2OH となります。

また、β‐アラニンの構造式は？と考えると難しいですが、最初にアミノ酸のα‐アラニンを思い出して、側鎖はメチル基だったので、HOOC-CH(NH2)-CH3を思い出せます。これはα位の炭素にアミノ基がついていますが、β‐アラニンはβ位の炭素にアミノ基がつくので、HOOC-CH2-CH2(NH2)だということがわかります。さて、β‐アラニンとパントイン酸を結合させてやると、

HOOC-CH2-CH2(NH2) と HOOC-C(OH)-C(CH3)2-CH2OH  との、アミノ基とカルボキシ基の間で脱水縮合させて、

HOOC-CH2-CH2(NH) -C(=O)-C(OH)-C(CH3)2-CH2OH

これがパントテン酸。

さて、これに２－アミノエタンチオール　HS-CH2-CH2-NH2 を結合させると、同様にアミノ基とカルボキシ基の間で脱水縮合させて、

HS-CH2-CH2(NH)-C(=O)-CH2-CH2(NH) -C(=O)-C(OH)-C(CH3)2-CH2OH 　となります。これを、さきほどの3－ホスホアデノシンの6位のリン酸２つに結合させて、

HS-CH2-CH2(NH)-C(=O)-CH2-CH2(NH) -C(=O)-C(OH)-C(CH3)2-CH2O-リン酸-リン酸-（5位）アデノシン　3-リン酸　となります。これがCoAの部分。このチオール基にアセチル基 CH3-C(=O)-を結合させば、アセチルCoAです。

アセチルCoAの構造式：

CH3-C(=O)-S-CH2-CH2(NH)-C(=O)-CH2-CH2(NH) –C(=O)-C(OH)-C(CH3)2-CH2-O-リン酸-リン酸-（5位）アデノシン 3-リン酸

言葉で書くなら、

アセチル基-（2－アミノエタンチオール）-(β‐アラニン）-パントイン酸-リン酸-リン酸-アデノシン-3-リン酸

となります。β‐アラニンの両端は、どちらも -NH-C(=O)- という、ペプチド結合と同じ形なので覚えやすいです。パントイン酸は、別名2,4-dioxy-3,3-dimethyl butanoic acidと覚えておくしかありません。これで３～４回、書いてみれば、一晩たっても覚えていられる程度になりました。

アセチルCoAの産生

アセチルCoAはグルコースの代謝や、脂肪酸代謝によって産生されます。

アセチルCoAは、グルコースC6H12O6が解糖系で分解されてできるピルビン酸CH3C(=O)COOHが、ミトコンドリアのマトリックスに入ってピルビン酸脱水素酵素複合体によって脱炭酸されてCoAと結合することによりできます。

1. ピルビン酸脱水素酵素複合体 PDBj 入門 今月の分子 最初の段階を実行する酵素は、チアミンピロリン酸（thiamine pyrophosphate）を使ってピルビン酸（pyruvate）から二酸化炭素を取り出す。

アセチルCoAから作られる化合物

アセチルCoAは脂肪酸のβ酸化（分解）により産生されますが、逆に、脂肪酸合成のための原材料にもなります。また、コレステロールの合成材料にもなっています。