イソロイシン（Ileの、I）は、天然タンパク質の一部としてアミノ酸を生じる22の一つです。人体は他の哺乳類の体と同様にそれを合成できないので、イソロイシンは食事から得られなければならない9つの必須アミノ酸の1つです。
このアミノ酸は、1903年に科学者F. Ehrlichによってビートまたはビート根糖蜜の窒素成分から初めて単離されました。その後、同じ著者がイソロイシンをフィブリンおよび他のタンパク質の分解生成物から分離しました。
アミノ酸イソロイシンの化学構造（情報源：ウィキメディア・コモンズ経由のクラベシン）
これは、生体の細胞性タンパク質の大部分に存在する非極性アミノ酸であり、さらに、ロイシンおよび分岐鎖アミノ酸BCAA（英語版B分岐型CチェーンAミノAシッド）のグループの一部です。バリン。
それは多くのタンパク質の三次構造の確立に機能を持ち、さらに、細胞のエネルギー代謝に関連する様々な代謝前駆体の形成に関与しています。
特徴
イソロイシンは、R基または脂肪族の性質の鎖を持つ、つまり疎水性炭化水素鎖を持つ非極性アミノ酸のグループに分類されます。
この特性により、このグループのアミノ酸（アラニン、バリン、ロイシンなど）は互いに近接したままである傾向があり、疎水性相互作用を介して一部であるタンパク質の安定化に貢献します。
この非極性アミノ酸の重さは約131 g / molで、タンパク質に6％近くの割合で存在し、その中心に「埋もれる」ことがよくあります（その疎水性のおかげです）。
構造
イソロイシンは、他のアミノ酸と同様に、α炭素（キラル）と呼ばれる中心炭素原子があり、4つの異なるグループが結合しているα-アミノ酸です：水素原子、アミノ基（-NH2）、カルボキシル基（-COOH）と側鎖またはR基。
イソロイシンのRグループは、4つの炭素原子（-CH3-CH2-CH（CH3））の単一分岐炭化水素からなり、その鎖にはキラル炭素原子もあります。
この特性のため、イソロイシンには4つの可能な形態があります。そのうちの2つはL-イソロイシンとD-イソロイシンと呼ばれる光学異性体で、他の2つはL-イソロイシンのジアステレオ異性体です。タンパク質の主な形態はL-イソロイシンです。
イソロイシンの分子式はC6H13NO2であり、その化学名はα-アミノ-β-メチル-β-エチルプロピオン酸または2-アミノ-3-メチルペンタトン酸です。
特徴
イソロイシンは動物を含む複数の生理学的機能を持っています
- 創傷治癒
-窒素廃棄物の解毒
-免疫機能の刺激と
-さまざまなホルモンの分泌の促進。
それは、後で肝臓でのグルコースの形成に寄与するクエン酸回路（クレブス回路）の中間体の合成のための前駆体分子として機能するので、それは糖原性アミノ酸と考えられています。
このため、イソロイシンは血漿グルコース値の調節に関与すると考えられており、体のエネルギーの観点から重要な意味を持っています。
イソロイシンは、グルタミンとアラニンの合成経路に寄与し、分岐鎖アミノ酸間のバランスに有利に働きます。
臨床の場では、イソロイシン、ロイシン、チロシン、バリンの濃度の増加は腫瘍の影響を受けた細胞の特徴的なマーカーであり、その後グルタミンのレベルが増加する可能性があると指摘する著者もいます。
その他の機能
さまざまな科学的調査により、多くの動物の血液中の酸素輸送に関与するタンパク質であるヘモグロビンの合成にはイソロイシンが必要であることが示されています。
さらに、このアミノ酸は栄養素の細胞への侵入を活性化します。いくつかの研究は、長時間の絶食の間、それがエネルギー源としてグルコースを置き換えることができ、さらに、それはケトン生成アミノ酸であることを明らかにします。
ケトジェニックアミノ酸は、その炭素骨格を脂肪酸または炭水化物として保存できるアミノ酸であり、エネルギー貯蔵庫で機能します。
イソロイシンと他の分岐鎖アミノ酸（成長因子と環境条件に加えて）は、ラパマイシン標的シグナル伝達経路、mTOR（Rアパマイシンの機械的T配列）の活性化に働きます。
この経路は、タンパク質の合成とオートファジーイベントだけでなく、細胞の成長と代謝を制御できる真核生物の重要なシグナル伝達経路です。さらに、加齢の進行や、がんや糖尿病などのいくつかの病状を制御します。
生合成
人間や他の動物はイソロイシンを合成することができませんが、これは私たちが毎日消費する食物からの獲得のおかげで細胞タンパク質の一部です。
植物、真菌およびほとんどの微生物は、やや複雑な経路からこのアミノ酸を合成することができます。一般的に、他のアミノ酸のアミノ酸と相互に関連し、人間にとっても不可欠であると考えられています。
例えば、アスパラギン酸からイソロイシン、リジン、メチオニン、スレオニンを生産する経路があります。
細菌では、具体的には、イソロイシンは、アミノ酸のスレオニンから、ピルビン酸を介して、2つのピルビン酸炭素とスレオニンに由来するα-ケトブチレート分子との縮合を伴う経路を介して生成されます。
反応は、スレオニンの脱水を触媒してα-ケトブチレートとアンモニウム（NH3）を生成する酵素スレオニンデヒドラターゼの作用で始まります。その後、バリンの生合成に関与する同じ酵素は、
-アミノ化
-対応するケト酸の酸化的脱炭酸および
-脱水素。
この種の微生物では、リジン、メチオニン、スレオニン、イソロイシンなどのアミノ酸の合成は、特に負のフィードバックによって高度に調整および制御されており、反応の生成物は関与する酵素の活性を阻害します。
ロイシンやバリンのようなイソロイシンは人間にとって必須のアミノ酸であるという事実にもかかわらず、体組織に存在するアミノトランスフェラーゼ酵素はそれらを対応するα-ケト酸に可逆的に相互変換し、最終的にそれらをそれらに置き換えることができますダイエット。
劣化
自然界で知られている多くのアミノ酸と同様に、イソロイシンは分解してさまざまな代謝経路の中間体を形成することができ、その中でクレブス回路が際立っています（エネルギーの生産に役立つ補酵素の最大量を提供します）他の化合物の生合成のため）。
イソロイシン、トリプトファン、リジン、フェニルアラニン、チロシン、スレオニン、およびロイシンはすべて、複数の細胞反応の主要な代謝中間体であるアセチル-CoAを生成するために使用できます。
他のアミノ酸とは異なり、分岐鎖アミノ酸（ロイシン、イソロイシン、バリン）は肝臓では分解されませんが、筋肉、脳、腎臓、脂肪組織で燃料として酸化されます。
これらの臓器や組織は、3つすべてに作用して対応するα-ケトアミノ酸を生成することができるアミノトランスフェラーゼ酵素の存在により、これらのアミノ酸を使用できます。
これらの酸化されたアミノ酸誘導体が生成されると、α-ケト酸デヒドロゲナーゼ酵素複合体はそれらの酸化的脱炭酸を触媒し、二酸化炭素の分子（CO2）を放出し、問題のアミノ酸のアシル-CoA誘導体を生成します。
イソロイシン代謝に関連する病理
イソロイシンおよび他のアミノ酸の代謝の欠陥は、たとえば、「メープルシロップ尿」（メープルシロップのにおいのする尿）や分岐鎖ケトアシッド尿症など、さまざまな奇妙で複雑な病状を引き起こす可能性があります。
その名前が示すように、この病気は、それに苦しむ患者の尿の独特の芳香、ならびに嘔吐、発作、精神遅滞および早死を特徴としています。
具体的には、イソロイシンやその酸化誘導体などの分岐鎖アミノ酸が尿中に排泄される酵素複合体α-ケト酸デヒドロゲナーゼのエラーに関係しています。
完全に、イソロイシンなどの分岐鎖アミノ酸の異化に関連する病状は、有機酸尿症として知られていますが、このアミノ酸に直接関連するものは非常にまれです。
イソロイシンが豊富な食品
このアミノ酸は動物の筋肉組織に豊富に含まれているため、牛肉、豚肉、魚などの動物由来の肉や、子羊、鶏肉、七面鳥、鹿肉などの同様の肉、それが豊富です。
また、乳製品やチーズなどの派生物にも含まれています。それはそれらを構成するタンパク質の重要な部分として、卵、またさまざまな種類の種子やナッツにも含まれています。
ダイズやエンドウ豆だけでなく、さまざまな食品用途に使用される酵母エキスにも豊富に含まれています。
成人のイソロイシンの血漿中濃度は30〜108μmol/ lで、2〜18歳の子供や若者の場合は22〜107μmol/ lであり、0〜2歳の幼児の場合はおよそ26と86μmol/ lの間。
これらのデータは、人間が新たに合成することができないため、このアミノ酸や他の関連アミノ酸が豊富な食品の摂取が、生物の生理学的機能の多くを維持するために必要であることを示唆しています。
その摂取の利点
イソロイシン栄養補助食品は、通常、バリンやロイシンなどの必須分岐鎖アミノ酸を含んでいます。
イソロイシン消費の最も一般的な例には、アスリートが筋肉量またはタンパク質合成の割合を高めるために使用する栄養補助食品があります。ただし、これらのプラクティスがサポートされている科学的根拠は常に議論されており、その結果は完全に保証されているわけではありません。
イソロイシンは、しかし、トリプトファンの代謝に影響を与える可能性があるロイシンを多く含む食品であるソルガムとトウモロコシが豊富な食事をしている患者に特徴的なビタミン欠乏（ペラグラ）の代謝効果を打ち消すために使用されますヒト
たとえば、実験用ラットにおけるペラグラの影響には、イソロイシンの補給によって克服される成長遅延が含まれます。
-動物生産産業で
動物生産の分野では、リジン、スレオニン、メチオニン、イソロイシンなどのアミノ酸が、管理された条件下で成長している豚に給餌するためのパイロットテストで使用されています。
特にイソロイシンは、これらの家畜の体重増加には寄与しませんが、窒素同化に影響を与えるようです。
-いくつかの臨床状態で
いくつかの出版物はイソロイシンが血漿グルコースレベルを低下させることができることを示唆しているので、その摂取は糖尿病またはインスリン産生率の低下などの疾患に苦しむ患者に推奨されます。
ウイルス感染
イソロイシンの補給は、ロタウイルスに感染した患者に有用であることが証明されており、幼児や他の若い動物に胃腸炎や下痢などの病気を引き起こします。
最近の研究は、前述の特性（ロタウイルスに感染）を持つ実験動物によるこのアミノ酸の消費が、PRRシグナル伝達経路または受容体の活性化のおかげで、自然免疫系の成長とパフォーマンスに役立つと結論付けています。パターン。
欠乏症
イソロイシン欠乏症は、視力、皮膚（皮膚炎など）、腸（下痢や他の胃腸症状として明らか）に問題を引き起こす可能性があります。
ヘモグロビンの形成と合成、および赤血球（血液細胞）の再生に必須のアミノ酸であるため、重度のイソロイシン欠乏症は、特に貧血やその他の血液疾患に関連して深刻な生理学的結果をもたらす可能性があります。 。
これは、このイソロイシンに乏しい食餌を与えられた「正常な」げっ歯類で実験的に実証されており、重大な貧血状態の発生で終わります。
しかし、イソロイシンは、成人のヘモグロビンの形成に関与します。これは、成人のタンパク質がそのようなアミノ酸を大量に保有していないためです。これは、イソロイシン欠乏症が発生の初期段階で最も明白であることを意味します。
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