ヒ素の生化学
Channel: 宇宙のすべての知識 プリンシピア
Date: 31/07/2021

ヒ素の生化学, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=3869946 / CC BY SA 3.0

#ヒ素
#生化学
S-アデノシルメチオニンは、多くの生物由来ヒ素化合物へメチル基を供給する。
 ヒ素の生化学では、ヒ素やヒ素化合物（ヒ酸塩など）を利用する生化学的過程について記述する。
 ほとんどの生物にとって多くのヒ素化合物は極めて毒性が高いと考えられている。
その一方で、幅広い種類の有機ヒ素化合物が生物学的に合成され、さまざまな有機・無機ヒ素化合物が多くの生物によって代謝されている。
このパターンは、セレンなどの、有益な効果と有害な効果の双方を示す他の関連元素についてもみられる一般的なものである。
いくつかの帯水層からは多くの有毒なヒ素化合物が検出されており、生化学的過程を通じて何百万もの人々に影響を与えている可能性がある。
そのため、ヒ素の生化学はトピックの1つとなっている。
 地下水に天然に存在するヒ素による中毒は世界的に問題となっている。
 ヒ素は安定同位体を持つ天然に存在する元素であるため、地球上の生物は低濃度のヒ素に曝されており、これをバックグランドレベルのヒ素と言うことがある。
生体が通常の環境で曝されているバックグランドレベルよりも低い濃度であれば、もしかしたらヒ素も有益な微量元素の1つである可能性があり、その証拠について検討されている。
生体内に入ったヒ素は、しばしば有機ヒ素化合物へと代謝されることが知られている。
地球上で比較的多く見られる有機ヒ素化合物は、アルセノベタインとアルセノコリン (arsenocholine)であり、両方とも多くの海生生物に見つかる。
他に、いくつかのヒ素含有ヌクレオシド（糖誘導体）も知られている。
有機ヒ素化合物のうちのいくつかは、メチル化の過程によって生じる。
例えば、 Scopulariopsis brevicaulis というカビは無機ヒ素存在下でトリメチルアルシンを産生する。
アルセノベタインは、魚や海藻などのいくつかの海産物中に見つかり、キノコにも多量存在する。
クリーンな環境下で食用キノコ Cyanoboletus pulverulentus が蓄積するヒ素の量は、乾燥重量で 1,300 mg/kg に達し、カコジル酸が主要なヒ素化合物である。
ツチダンゴやその近縁種では、trimethylarsine oxide と methylarsonous acid というきわめて稀な有機ヒ素化合物が見つかる。
平均的なヒトのヒ素摂取量は 10–50 µg/日 である。
魚やキノコを摂取した後には 1000 µg 程度の値になることも珍しくないが、これらのヒ素化合物はほとんど無害であるため、魚を食べることの危険性はほとんどない。
 かつて Gosioガスとして知られていたトリメチルアルシンは強烈な臭気を持つ有機ヒ素化合物で、無機ヒ素化合物から微生物の作用によって合成される。
 ヒ素(V)化合物は、容易にヒ素(III)へと還元され、原始地球において電子受容体として働いていた可能性がある。
溶解した無機ヒ素を相当量含む湖は、ヒ素耐性を持つ生物群系を保有している。
 ヒ素とリンは同じ第15族元素であり一般的な化学結合における電子配置も類似している上に、リンは第3周期元素なのに対してヒ素は第4周期元素であるといった具合に、両者は比較的似た元素である。
そして、これらのオキソ酸であるヒ酸とリン酸もまた、化学構造的に類似している。
しかし、DNAやRNAのリンがヒ素に置き換わるという証拠は存在しない。
2010年に細菌 GFAJ-1 を用いてこのような主張を行った実験は、2012年に誤りであることが示されている。
 人工的（人為的な）ヒ素源は、天然物と同様に、主にヒ素酸化物とそれに関連したアニオンである。
人為的なヒ素源には、選鉱過程やブタ・家禽の農場からの廃棄物が含まれる。
例えば、多くの鉱石、特に硫化鉱物には多くのヒ素が混入しており、焙焼（空気存在下での加熱）によって放出される。
この処理でヒ化物は三酸化ヒ素へ変換され、高温で揮発し大気中に放出される。
 添加物や顔料 家禽やブタの農場では、有機ヒ素化合物であるロキサルソンが飼料添加物として大量に使用されている。
いくつかの木材は防腐剤として、銅ヒ素化合物による処理がなされている。
これらのヒ素源が「下流」の生物へどのような影響を与えるかについては不明点が多いが、多様なメカニズムが関与していると考えられている。
多く言及される経路の1つは、メチル化を伴うものである。
 モノメチル化された酸であるメタンアルソン酸 (CH3AsO(OH)2) は、米や綿花の耕作に用いられる防...