シトラーゼ

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クエン酸塩は通常、トリ-n-ブチルクエン酸塩を指し、その化学名は3-ヒドロキシ-3-カルボキシグルタル酸トリブチルであり、エステル化合物の一種です。無色透明の液体で沸点が高く、水にわずかに溶け、多くの有機溶媒と混和します。工業的には、クエン酸とn-ブタノールの反応によって生成されます。直接プラスチック添加剤として使用でき、さらに処理して優れた性能を持つプラスチック添加剤であるアセチルトリブチルクエン酸塩に加工することもできます。この製品は低毒性であり、無毒のプラスチック添加剤と見なすことができます。一般的には環境に優しいプラスチック添加剤として知られています。制限された用途のフタル酸エステル系プラスチック添加剤の代替品となります。

図1. クエン酸塩の構造。

導入

TBCの分子式はC₁₈H₃₂O₇、モル質量は360.44 g/molで、無色または淡黄色の液体であり、アセトン、CCl₄、鉱油、酢酸、ひまし油、アルコールおよびその溶媒と混合できます。水には不溶で、無毒で無味、低揮発性、耐熱性、耐光性、水に対する耐性があり、ビニル樹脂、セルロースアセテート、セルロースアセチルブチレート、エチルセルロース、ベンジルセルロースなどとの良好な相性を持つ、良好な可塑化効率を持つプラスチック添加剤です。また、抗菌性があり、細菌の増殖がなく、刺激性がなく、難燃性で生分解性です。LDG50ラット経口投与＞7 mL/(kg体重)、猫＞3.5 mL/(kg体重)、TBCを10%与えられたラットは8週間後に異常な臓器が見られませんでした。TBCは動物の体内で溶解せず、体外に排出されます。人間には影響がなく、安全です。TBCの品質は高品質製品と一級品に分かれ、指標は以下の通りです：外観は無色透明の液体、ほぼ無色透明の液体；色（ヨウ素比色法）≤50；酸度（クエン酸として計算 mg KOH/g）≤0.015；水分含量≤0.3；含有量≥99.7%；d2041.037~1.047。

異性体

化学的に、ブタノールには4つの異性体—n-ブタノール、イソブタノール、セクブタノール、テルトブタノールがあります。対応するトリブチルクエン酸塩には4つの異性体—3つのクエン酸塩があります。n-ブチルエステル、トリイソブチルクエン酸塩、トリセクブチルクエン酸塩、トリテルトブチルクエン酸塩です。工業的には、最も優れたプラスチック添加剤はトリ-n-ブチルクエン酸塩であり、次にトリイソブチルクエン酸塩が続き、トリセクブチルクエン酸塩はほとんど見られません。

代謝物としてのクエン酸

クエン酸とイソクエン酸は、ミトコンドリアおよび細菌の三カルボン酸（TCA）回路の中間体です。ミトコンドリアでは、クエン酸シンターゼがオキサロ酢酸（OAA）とアセチル-CoAからクエン酸を生成します。クエン酸は、クエン酸キャリア（CIC）によってミトコンドリアから細胞質に輸送され、OAAとアセチル-CoAを再生します。アセチル-CoAは脂肪酸の合成やヒストンのアセチル化に使用されます。OAAはピルビン酸または乳酸に変換されることができます。クエン酸は解糖系とTCA回路を抑制し、糖新生と脂質合成を刺激します。炎症の際、活性化されたマクロファージはTCA回路をダウンレギュレートし、ATP生成から細胞質にクエン酸を直接移動させてプロスタグランジンを生成し、NADPHを介してNOおよび反応性酸素種を生成します。癌細胞では、CICがアップレギュレートされ、クエン酸がミトコンドリアから細胞質に移動して同化過程に使用されます。

キレート剤としてのクエン酸

クエン酸は二価および三価金属イオン（Me²⁺、Me³⁺）のキレート剤です。クエン酸ナトリウムは、血液サンプリングの処理や血液透析および血液濾過中の血液抗凝固剤として使用されます。なぜなら、クエン酸は血液凝固カスケードにおいて必須の成分であるCa²⁺をキレートするからです。低カルシウム血症および低マグネシウム血症のリスクは低く、なぜならクエン酸は腎臓、肝臓、骨格筋で代謝され、その後カルシウムとマグネシウムが循環系に再放出されるからです。腎尿細管液および尿中のクエン酸はCa²⁺を可溶性の形で保持し、カルシウムオキサレートやリン酸として結晶化するのを防ぎ、腎結石を形成します。尿細管系のカルシウム感知受容体（CaSR）は、尿細管液から二カルボン酸輸送体NaDC1を介してクエン酸輸送を調節します。

参考文献

1. Iacobazzi V.; et al. Citrate - new functions for an old metabolite. Biol Chem. 2014; 395(4): 387-399.