グリシンのソースを表示

{{Otheruses|アミノ酸のグリシン|その他のグリシン}}
{{chembox
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| Reference=<ref>{{Merck11th|4386}}.</ref>
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| IUPACName = Glycine
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| SMILES = C(C(=O)O)N
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| Section2 = {{Chembox Properties
| C=2 | H=5 | N=1 | O=2
| MolarMass = 75.07
| RationalFormula = H<sub>2</sub>NCH<sub>2</sub>COOH
| Appearance = 白色の固体
| Density = 1.1607 g/cm<sup>3</sup>
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| Solubility = 25 g/100 mL
| SolubleOther = [[エタノール]]、[[ピリジン]]に可溶。[[エーテル (化学)|エーテル]]には不溶。
| pKa = 2.34 (カルボキシル基), 9.6 (アミノ基)<ref>Dawson, R.M.C., et al., ''Data for Biochemical Research'', Oxford, Clarendon Press, 1959.</ref>
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[[File:Glycine decarboxylase complex + serine hydroxymethyltransferase.svg|thumb|600px|グリシン開裂、1は[[テトラヒドロ葉酸]]、2は[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]]]
[[File:Folicacid-B12.png|thumb|500px|[[テトラヒドロ葉酸]]（THF）による代謝と[[ビタミンB12]]によるTHFの再生産、[[:de:Folsäure]]=[[葉酸]]、DHF=[[ジヒドロ葉酸]]、THF=[[テトラヒドロ葉酸]]、Vit.B12=[[ビタミンB12]]、Methyl-Vit.B12=[[メチルコバラミン]]、Methionin=[[メチオニン]]、Methionin Syntase=[[5-メチルテトラヒドロ葉酸-ホモシステインメチルトランスフェラーゼ]]、Homocystein=[[ホモシステイン]]、N5-Methyl-THF=[[5-メチルテトラヒドロ葉酸]]、N5,N10-Methylene-THF=[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]、N10-Formyl-THF=[[10-ホルミルテトラヒドロ葉酸]]、dUMP=[[デオキシウリジン一リン酸]]、[[NADPH]]、[[DNA]]]]
'''グリシン'''（{{lang-en-short|glycine}}）とは、2-アミノ酢酸の事であり、地球生物の[[デオキシリボ核酸|DNA]]に規定されている20種類の[[アミノ酸]]の中の1つでもある。アミノ酸の構造の[[側鎖]]が &ndash;H で[[不斉炭素]]を持たないため、生体を構成する α-アミノ酸の中では唯一、 D-, L- の立体異性体が無い。非極性側鎖アミノ酸に分類される。

多くの種類のタンパク質ではグリシンはわずかしか含まれていないが、[[ゼラチン]]や[[エラスチン]]といった、動物性タンパク質のうち[[コラーゲン]]と呼ばれるものに多く（全体の3分の1くらい）含まれる。

[[1820年]]にフランス人化学者[[アンリ・ブラコノー]]によりゼラチンから単離された。
甘かったことからギリシャ語で甘いを意味する glykys に因んで glycocoll と名付けられ、後に glycine に改名された。

== 生合成・代謝 ==
グリシンは[[糖原性アミノ酸]]の1つである。

[[グリシン開裂系]]は[[テトラヒドロ葉酸]]により以下の反応で'''グリシン'''を開裂する<ref name=kikuchi>菊地 吾郎「
[https://doi.org/10.1272/jnms1923.60.369 グリシン開裂反応の機構と生理的意義, 特に高グリシン血症との関連] 」
『日本医科大学雑誌』1993年 60 巻 6 号 369-374 {{DOI|10.1272/jnms1923.60.369}}</ref>。

: [[テトラヒドロ葉酸]] + '''グリシン''' + NAD<sup>+</sup> = [[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]+ NH<sub>3</sub> + CO<sub>2</sub> + NADH + H<sup>+</sup>

グリシン開裂系とは別に、[[グリシンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ]]（[[セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ]]）（[[EC番号 (酵素番号)|EC 2.1.2.1]]）の働きにより、可逆的に'''グリシン'''をL-[[セリン]]に相互に変換し、[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]を[[テトラヒドロ葉酸]]に変換する反応が[[触媒]]される<ref name="Raoetal2003">{{cite journal | author = Appaji Rao N, Ambili M, Jala VR, Subramanya HS, Savithri HS | title = Structure-function relationship in serine hydroxymethyltransferase | journal = Biochim. Biophys. Acta | volume = 1647 | issue = 1-2 | pages = 24-9 | year = 2003 | month = April | pmid = 12686103 | doi = | url = }}</ref><ref name="StoverSchirch1990">{{cite journal | author = Stover P, Schirch V | title = Serine hydroxymethyltransferase catalyzes the hydrolysis of 5,10-methenyltetrahydrofolate to 5-formyltetrahydrofolate | journal = J. Biol. Chem. | volume = 265 | issue = 24 | pages = 14227-33 | year = 1990 | month = August | pmid = 2201683 | doi = | url = }}</ref>。

:[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]+ '''グリシン''' + H<sub>2</sub>O = [[テトラヒドロ葉酸]] + L-[[セリン]] <ref>http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?enzyme+2.1.2.1</ref>

グリシン開裂系と[[セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ]]による2つの反応を複合すると以下の反応式が示される。また、その全容は図の通りである。

: '''2 グリシン''' <chem>+ NAD+ + H2O -> </chem> '''セリン''' <chem> + CO2 + NH3 + NADH + H+</chem>
グリシンが仮に[[脱アミノ|脱アミノ化]]を受けると[[グリコール酸]]が生成し、酸化を受けると[[グリオキシル酸]]が生成するが、グリオキシル酸はヒトでは[[エチレングリコール]]から[[シュウ酸]]に代謝される際の中間体で、酸化を受けると有害なシュウ酸が生成される<ref>{{Cite journal|和書 |author=山口千美, 小川由英, 諸角誠人, 田中徹, 北川龍一 |url=https://doi.org/10.5980/jpnjurol1928.78.2_311 |title=実験的蓚酸カルシウム結石症におけるリンゴ酸塩コハク酸塩および重炭酸塩の結石形成抑制に関する研究 |journal=日本泌尿器科學會雑誌 |year=1987 |volume=78 |issue=2 |pages=311-318 |doi=10.5980/jpnjurol1928.78.2_311 |publisher=日本泌尿器科学会}}</ref><ref>{{Cite journal |author=Carney, Edward W |year=1994 |title=An integrated perspective on the developmental toxicity of ethylene glycol |journal=Reproductive toxicology |volume=8 |issue=2 |pages=99-113 |publisher=Elsevier |url=https://doi.org/10.1016/0890-6238(94)90017-5 |doi=10.1016/0890-6238(94)90017-5}}</ref>。その反応を回避する観点から、グリシンの代謝は重要な意義がある。

== 生体内での利用 ==
グリシンは様々な生体物質の原料として利用されている。一部を以下に示す。
; [[コラーゲン]]
: コラーゲンタンパク質のペプチド鎖を構成する[[アミノ酸]]は、<code>―（グリシン）―（アミノ酸X）―（アミノ酸Y）―</code>と、グリシンが3残基ごとに繰り返す一次構造を有する。この配列は、コラーゲン様配列と呼ばれ、コラーゲンタンパク質の特徴である。
; [[ポルフィリン]]
: 動物においてはグリシンおよび[[スクシニルCoA]]から[[アミノレブリン酸合成酵素]]（{{EC number|2.3.1.37}}）の作用で[[アミノレブリン酸]]が合成され、これを原料にポルフィリンが合成され、[[ヘム]]として利用される。
; [[グルタチオン]]
: グルタチオンは[[グルタミン酸]]、[[システイン]]、グリシンが、この順番で[[ペプチド結合]]したトリ[[ペプチド]]である。生体内で抗酸化物質として機能する。
; [[クレアチン]]
: [[アルギニン]]とグリシンから、[[グリシンアミジノトランスフェラーゼ]] ({{EC number|2.1.4.1}})、[[グアニジノ酢酸-N-メチルトランスフェラーゼ]] ({{EC number|2.1.1.2}})、[[クレアチンキナーゼ]] ({{EC number|2.7.3.2}}) の作用により、[[クレアチンリン酸]]として合成される。この反応は[[腎臓]]と[[肝臓]]にて行われる。クレアチンは、筋肉中に存在しエネルギー源として貯蔵される。
; [[プリン体]]の原料
: [[グリシン開裂系]]により生成された[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]から[[10-ホルミルテトラヒドロ葉酸]]が生成され、[[DNA]]である[[アデニン]]や[[グアニン]]のプリン体の生合成で2個所の[[ホルミル化]]の反応に関わっている。{{main|10-ホルミルテトラヒドロ葉酸}}
; [[ヘム]]の原料
: ヘムは、ヘモグロビンの構成要素の1つである。[[ポルフィリン]]とヘムの生合成の[[律速]][[酵素]]は、グリシンと[[スクシニルCoA]]がδ-[[アミノレブリン酸]]へ縮合することを媒介する[[アミノレブリン酸シンターゼ]]（アミノレブリン酸合成酵素、Aminolevulinic acid synthase、{{EC number|2.3.1.37}}）である。アミノレブリン酸シンターゼは、[[ミトコンドリア]]内に所在する。アミノレブリン酸の生成がヘム合成の第1段階の反応である<ref name="tamura">{{Cite journal |和書 |last=田村 |first=藍 |last2=安 |first2=然 |last3=大西 |first3=裕子 |last4=石川 |first4=智久 |year=2007 |title=ポルフィリン生合成とヘム代謝におけるヒトABCトランスポーターの役割 |url=http://doi.org/10.1254/fpj.130.270 |journal=日本薬理学雑誌 |volume=130 |issue=4 |pages=270–274 |language=ja |DOI=10.1254/fpj.130.270 |doi=10.1254/fpj.130.270 |issn=0015-5691}}</ref>。

== 物性 ==
* [[分子量]] 75.07
* [[等電点]] 5.97
* 溶解性 [[水]]・[[蟻酸]]に易溶、[[エタノール]]に不溶
* 溶解度（水、g/100g）22.5 (20℃)、33.2 (40℃)、45.3 (60℃)
* [[ファンデルワールス半径]] 48
* 味甘（閾値 1.1 mg/ml）

== 神経伝達物質と高グリシン血症 ==
中枢神経系においてグリシンは[[γ-アミノ酪酸|GABA]]に次いで重要な抑制性[[神経伝達物質]]である。今のところグリシンの受容体として知られているものは全てイオンチャネル型であり、グリシンが結合すると内蔵しているCl<sup>&minus;</sup>チャネルの透過性が増えてCl<sup>&minus;</sup>が細胞内に流れ込み抑制性シナプス後電位（IPSP）を発生させる。痙攣誘発剤である[[ストリキニーネ]]はグリシン受容体に対する特異的な阻害薬である。一方で、興奮性神経伝達物質としての役割も知られている。グリシンは[[N-メチル-D-アスパラギン酸|NMDA]]受容体に存在するグリシン結合部位に作用し、チャネルの開口を補助する。グリシン受容体に対しては約100uM, NMDA受容体に対しては約100nM～1uMのED50を示すとされている。

[[葉酸]]の触媒過程の全容において、平衡が[[テトラヒドロ葉酸]]側に偏っており、[[テトラヒドロ葉酸]]から[[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]を供給するグリシン開裂系は葉酸系の代謝過程で重要な役割を果たしている。

===高グリシン血症===
'''高グリシン血症'''は、脳や肝臓に存在する[[グリシン開裂系]]の酵素の遺伝的な欠損により、体液中や脳にグリシンが大量に蓄積することにより発症する先天性アミノ酸代謝異常症の一つである。グリシンは[[中枢神経系]]で神経伝達物質として働くため、グリシン蓄積が重篤な神経障害をもたらす<ref>[http://www.nanbyou.or.jp/entry/736 高グリシン血症] （難病情報センター）</ref>。

== 工業的な製造と利用 ==
工業的な製造方法では、[[ホルムアルデヒド]]と[[シアン化水素]]と[[アンモニア]]から[[アミノアセトニトリル]]（グリシノニトリル）を合成し、これを[[水酸化ナトリウム]]等で[[加水分解]]してグリシンの[[塩 (化学)|金属塩]]を製造した後、[[硫酸]]等の酸で中和する[[ストレッカー合成|ストレッカー法]]、ホルムアルデヒドとシアン化水素から[[グリコロニトリル]]を合成し、これとアンモニアと[[二酸化炭素]]とを水の存在下にて反応させることにより[[ヒダントイン]]を製造した後、加水分解により製造するヒダントイン法が知られている<ref>[http://www.ekouhou.net/disp-A,2008-74729.html アミノ酸の製造方法（特開2008-74729）]</ref>。静菌作用があり、[[保存料|日持ち向上剤]]に使われるほか<ref>[http://www.yuki-gosei.co.jp/special/glycine06.html グリシンの静菌作用]（[[有機合成薬品工業]]）</ref>、[[ブロイラー]]の生産性向上を目的とした[[飼料添加物]]<ref>{{Cite report|和書|url=https://www.pref.yamanashi.jp/chikushi/104_010.html |title=グリシンを利用した無薬飼料給与時のブロイラーの生産性の改善 |CRID=1690013498978580096 |quote=山梨県畜産試験場 / 畜産酪農技術センター本所及びH29年度以降の長坂支所の研究成果情報を掲載}}</ref>、グリシンを主成分として[[睡眠]]の改善効果を謳った[[機能性表示食品]]も市販されている<ref>[http://www.ajinomoto-kenko.com/sp/ff/glyna/ グリナ]（[[味の素]]）</ref>。

=== メチオニン削減・長寿効果 ===
グリシンは、肝臓に含まれる[[転移酵素]]の[[グリシン-N-メチルトランスフェラーゼ]] (GNMT) によって[[S-アデノシル-L-メチオニン]] (SAM) を分解する。そのため、メチオニン過剰障害の緩和に使うことができ<ref name="hina-methionine">{{Cite journal|和書 |author=上田博史, 横田浩臣, 田先威和夫 |url=https://doi.org/10.2141/jpsa.16.113 |title=ヒナのメチオニン過剰障害に及ぼすグリシンの緩和効果 |journal=日本家禽学会誌 |year=1979 |volume=16 |issue=3 |pages=113-120 |doi=10.2141/jpsa.16.113}}</ref><ref name="broiler-methionine">{{Cite journal|和書|author=太田能之, 石橋晃 |url=https://doi.org/10.2141/jpsa.32.81 |title=ブロイラーのメチオニン不足および過剰による成長阻害におよぼす飼料中グリシンの影響 |journal=日本家禽学会誌 |year=1995 |volume=32 |issue=2 |pages=81-89 |doi=10.2141/jpsa.32.81}}</ref><ref name="glycine-rats">[http://www.fasebj.org/content/25/1_Supplement/528.2?related-urls=yes&legid=fasebj;25/1_Supplement/528.2 Dietary glycine supplementation mimics lifespan extension by dietary methionine restriction in Fisher 344 rats] The FASEB Journal 2011年</ref>、家畜への応用が研究されている<ref name="hina-methionine"/><ref name="broiler-methionine"/>。

また、動物実験の結果、短命の原因はメチオニンにあると見られており<ref>[https://www.nature.com/articles/nature08619 Amino-acid imbalance explains extension of lifespan by dietary restriction in Drosophila] Nature 2009年</ref><ref>[https://www.jst.go.jp/pr/announce/20150924-3/ アミノ酸代謝促進で長寿に ～Ｓアデノシルメチオニン代謝が寿命延長の鍵～ 平成27年9月24日] 東京大学、科学技術振興機構 2015年</ref><ref name="glycine-rats"/>、その分解を補助するグリシンに長寿効果のある可能性がある<ref name="glycine-rats"/>。また、グリシンは、前立腺癌、乳癌、結腸直腸の発生率と正の相関関係にある[[IGF-1]]<ref name="anses-igf1-milk">[https://www.anses.fr/en/content/growth-factors-milk-and-dairy-products-anses-publishes-its-opinion-their-impact-risk Growth factors in milk and dairy products: ANSES publishes its opinion on their impact on the risk of developing cancer] フランス食品環境労働衛生安全庁 (ANSES) 2012年5月4日</ref>の値を下げるという動物実験の結果がある<ref name="glycine-rats"/>。

== 出典 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist|30em}}

== 関連項目 ==
* [[ザルコシン]]
* [[グリシンベタイン]]
* [[クレアチン]]
* [[グルタチオン]]
* [[5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸]]
* [[テトラヒドロ葉酸]]
* [[グリシン開裂系]]
* [[グリシントランスポーター1]]

== 外部リンク ==
* {{Hfnet|608|グリシン}}
* {{脳科学辞典|グリシン}} 主に神経伝達物質としてのグリシンの機能の解説
* {{脳科学辞典|グリシン受容体|nolink=yes}}

{{タンパク質を構成するアミノ酸}}
{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:くりしん}}
[[Category:神経伝達物質]]
[[Category:タンパク質を構成するアミノ酸]]
[[Category:糖原性アミノ酸]]
[[Category:NMDA受容体作動薬]]
[[Category:食品添加物]]