グリシンは 、人体にとって基本的な生理学的特性を持つ非必須アミノ酸です。タンパク質のアミノ酸の中で最も単純であると考えられており、文献には条件付きで必須であるとも記載されています。
条件付き必須アミノ酸または準必須アミノ酸と呼ばれるアミノ酸は、通常の条件下、つまり生理学的条件下では体内で合成されますが、炎症過程や激しい身体活動などの特殊な状況では生成が不十分となり、補給が必要となるアミノ酸です。
化学的性質
すべてのアミノ酸は共通の基本式 (図 1) を持ち、アルファ炭素 (α) に結合したアミノ基とカルボキシル基によって定義されます。ここには水素原子 (H) も結合しており、側鎖は R 基とも呼ばれます。それぞれのアミノ酸によって異なります。したがって、炭素 α は 4 つの異なる配位子を持っているため、非対称です。
図 1. アミノ酸の一般構造
ただし、グリシンでは、 水素 原子 も R 基に結合しているため、α 炭素は非対称ではありません。したがって、グリシンはα 炭素 に結合した 1 つのアミン基と 1 つのカルボキシル基だけで構成されているため、アミノ酸の中で最も単純であると考えられています (図 2)。
図 2. グリシンの構造式。
グリシンは、非極性および脂肪族の特徴を持つ R 基を持っています。これは、疎水性であるため、水と相互作用しないことを意味します。
それは気体の形態であっても溶液であってもよい。ガス状では非イオン性の形で存在し、溶液では両性イオンと呼ばれるイオン性の形で存在します。水素 (H + ) が優勢な酸性溶液では、カルボキシル基が緩衝範囲内で中和され、 分子は 正の形式電荷を示し始めます。ただし、 ヒドロキシル イオン (-OH) が優勢な塩基性媒体中では、グリシンがアミン基から溶液に水素を供与し、形式的な負電荷を示し始めます。
構造的、生理学的活性と利点
アミノ酸は互いに結合してポリペプチド鎖を形成することができます。この結合は ペプチド結合 と呼ばれ、 タンパク質 の形成につながります。グリシンは分子構造が比較的単純でサイズが小さいため、他のアミノ酸では考えられないポリペプチド鎖の位置に結合することができます。一例は、体の主要な構造タンパク質と考えられているコラーゲンですが、そのヘリックスの中に完全に収まるのはグリシンだけです。その結果、グリシンは コラーゲン 構造に存在するアミノ酸の 3 分の 1 を占めます。他のタンパク質では、それはより低い濃度で存在します。
グリシンはミオグロビンや ヘモグロビン などの タンパク質 にも利点をもたらし、顕著な構造安定性をもたらします。他のアミノ酸は側鎖が大きいため、グリシンを置換するとタンパク質構造の破壊につながります。
グリシンによって形成される他の分子の例には、グルタチオンやクレアチンがあります。グルタチオンは、体内の フリーラジカル の作用から身を守る上で重要な役割を果たします。それを構成する他のアミノ酸はグルタミン酸とシステインです。クレアチンには、骨の健康と脳の機能を改善するだけでなく、筋肉にエネルギーを供給する機能もあります。
生理学に関しては、グリシンは、自発的な運動制御反応と感覚処理の基礎となる抑制性神経伝達のメディエーターとして重要な役割を果たしています。したがって、グリシン阻害性受容体は 中枢神経系 (CNS) に広く分布しています。グリシンは、 脊髄 に存在する抑制性介在ニューロンによって放出されると、運動 ニューロン の活性化を制限することによって作用し、筋肉を弛緩させます。主に ネズミ を殺すために使用される殺虫剤であるストリキニーネは、グリシン阻害性受容体をブロックする作用機序を持っています。その結果、ニューロンに過興奮状態が観察され、その結果、筋肉の硬直、けいれん、呼吸停止や疲労による死亡が起こります。また、 破傷風 を引き起こす細菌が放出する神経毒は、中枢神経系に到達すると、抑制性 神経伝達物質 であるグリシンとガンマアミノ酪酸（GABA）の放出を阻害し、筋肉の硬直、反射、筋けいれんの増加を引き起こします。
しかし、グリシンは中枢神経系において興奮性の作用も持ち、NDMA 型グルタミン酸作動性受容体に結合すると、興奮性神経伝達物質である グルタミン酸 に対する受容体の感受性が増加します。
参考文献
MZSフローレス。アミノ酸からタンパク質へ: グリシン結晶多形の構造特性および電子特性、およびクロロテトラサイクリンと TetR 受容体の相互作用の非経験的測定と計算。修士論文。 < http://repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/12376/1/2007_dis_mzsflores.pdf > から入手できます。
マルッツォコ、アニタ。トーレス、バヤルド・バプティスタ。基本的な生化学。第3版リオデジャネイロ：グアナバラ・クーガン、2007年。
ネルソン、デビッド L. COX、マイケル M. レーニンガーの生化学の原理。ポルト アレグレ: Artmed、2011 年 6 版。ポルトアレグレ：アルメッド、2014年。
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