オロト酸

オロト酸 (Orotic acid)

オロト酸は、乳清（ミルクをチーズに加工する際に残る液体部分）から初めて分離された有機化合物であり、その構造内に窒素原子を含む複素芳香環を持つ点が特徴です。ウラシル構造にカルボキシル基が付加した形態であることから、ウラシル6-カルボン酸とも称されます。また、その発見の経緯や生理作用の一部から、オロット酸、オロチン酸とも呼ばれることがあります。

かつては、アルコール発酵の副産物から発見され、動物の成長を促進する因子として注目されたため、「ビタミンB13」と呼ばれることもありました。しかし、後述するように、多くの高等動物（人間を含む）は体内でオロト酸を合成できるため、外部からの摂取が必須とされる一般的なビタミン群とは性質が異なり、現在では必須栄養素としてのビタミンには分類されていません。

化学的には、オロト酸はC₅H₄N₂O₄の化学式で表され、分子量は156.10です。見た目は白色の固体粉末で、345℃から346℃という比較的高い融点を持つ性質があります。この化合物のCAS登録番号は[65-86-1]です。

合成法

オロト酸は、実験室的には有機合成の手法によって作製することが可能です。代表的な方法の一つとして、オキサロ酢酸のモノエステル体と尿素をメタノール溶媒中で縮合反応させる経路が知られています。

一方、生物の体内では、ピリミジンヌクレオチドを生合成する過程の中間体として重要な役割を担っています。この生合成経路において、まずジヒドロオロト酸が、ジヒドロオロト酸デヒドロゲナーゼという酵素の働きによって酸化され、オロト酸が生成されます。生成されたオロト酸は、次にオロト酸ホスホリボシルトランスフェラーゼという別の酵素によって、ホスホリボシル二リン酸（PRPP）と結合し、オロチジン一リン酸（OMP）へと変換されます。OMPは、その後の反応を経てウリジン一リン酸（UMP）となり、最終的にピリミジン塩基（ウラシル、シトシン、チミン）を含むDNAやRNAの構成成分であるヌクレオチドへと変換されていきます。

生体における意義と関連疾患

オロト酸は、DNAやRNAの構成要素であるピリミジン塩基を体内で作り出すために不可欠な物質です。前述のように、人間を含む多くの脊椎動物は自身の細胞内でオロト酸を合成する能力を持っているため、食物からの摂取に依存する必要がありません。これが、かつてビタミンB13と呼ばれたものの、現在は必須ビタミンとはみなされていない理由です。

しかしながら、このオロト酸を生体内で適切に代謝する経路に遺伝的な異常が生じると、深刻な健康問題を引き起こすことがあります。特に、オロト酸をオロチジン一リン酸に変換する酵素であるオロト酸ホスホリボシルトランスフェラーゼの機能が欠損している場合、体内で合成されたオロト酸が正常に代謝されずに蓄積し、尿中に大量に排出されるようになります。この状態は「オロト酸尿症」として知られており、遺伝性の疾患です。オロト酸尿症の患者さんは、ピリミジンヌクレオチドの合成が阻害されることにより、重度の巨赤芽球性貧血や成長障害、そして多くの場合、知的障害を伴うことが報告されています。これは、DNAやRNA合成の障害が、特に急速に分裂・成長する細胞や神経系の発達に大きな影響を与えるためと考えられています。

このように、オロト酸はピリミジン生合成の中心的な役割を担う一方、その代謝経路の異常は重篤な疾患を引き起こしうる、生化学的に非常に重要な化合物です。

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