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| Name = α-케토글루타르산
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'''α-케토글루타르산'''({{llang|en|α-ketoglutaric acid}})은 [[글루타르산]]의 [[케톤]] [[유도체]] 중 하나이다. '''2-옥소글루타르산'''({{llang|en|2-oxoglutaric acid}})이라고도 한다. "케토글루타르산"이란 용어는 별다른 언급이 없는 경우 거의 대부분 α 유도체를 의미한다. [[베타-케토글루타르산|β-케토글루타르산]]은 케톤 [[작용기]]의 위치가 다르며, 일반적인 형태가 아니다.

α-케토글루타르산의 음이온(α-ketoglutarate)은 생물학적으로 중요한 [[화합물]]이다. α-케토글루타르산은 [[글루탐산]]의 [[탈아미노화]]에 의해 생성되는 [[케토산]]이며, [[시트르산 회로]]의 [[중간생성물]]이다.

== 기능 ==
=== 알라닌 아미노기전이효소 ===
[[알라닌 아미노기전이효소]]는 α-케토글루타르산과 L-[[알라닌]]을 L-[[글루탐산]]과 [[피루브산]]으로 전환하는 가역 반응을 촉매한다.

=== 시트르산 회로 ===
α-케토글루타르산은 [[아이소시트르산]] 다음에, [[석시닐-CoA]] 앞에 오는 [[시트르산 회로]]의 핵심적인 중간생성물이다. [[보충대사 반응]]은 [[글루탐산]]의 아미노기 전이반응으로부터 α-케토글루타르산을 합성하거나 글루탐산에 대한 [[글루탐산 탈수소효소]]의 작용으로 α-케토글루타르산을 생성함으로써 시트르산 회로에 α-케토글루타르산을 보충할 수 있다.

=== 아미노산의 형성 ===
[[글루타민]]은 글루타밀 인산을 형성하기 위해 ATP를 이용하는 [[글루타민 합성효소]]에 의해 글루탐산으로부터 합성된다. 글루타밀 인산은 [[친핵체]]인 [[암모니아]]에 의해 공격받아 글루타민과 [[인산염|무기인산]]을 생성한다. α-케토글루타르산으로부터 글루탐산이 만들어지고, 글루탐산으로부터 글루타민, [[프롤린]], [[아르지닌]]이 생성된다.<ref>{{저널 인용|last=Ledwidge|first=Richard|last2=Blanchard|first2=John S.|title=The Dual Biosynthetic Capability ofN-Acetylornithine Aminotransferase in Arginine and Lysine Biosynthesis†|url=http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/bi982574a|journal=Biochemistry|language=en|volume=38|issue=10|pages=3019–3024|doi=10.1021/bi982574a|year=1999}}{{깨진 링크|url=http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/bi982574a }}</ref>

=== 질소 운반체 ===
α-케토글루타르산의 또 다른 기능은 세포에서 방출되는 [[질소]]와 결합하여 질소 과부하를 방지하는 것이다.

α-케토글루타르산은 [[대사 경로]]에서 가장 중요한 질소 운반체 중 하나이다. [[아미노산]]의 [[아미노기]]는 [[아미노기 전이반응]]에 의해 α-케토글루타르산에 아미노기를 결합시켜, [[요소 회로]]가 일어나는 [[간]]으로 운반된다.

글루타민과 마찬가지로 α-케토글루타르산은 아미노기 전이반응을 통해 흥분성 신경전달물질인 글루탐산을 형성한다. 그런 다음 [[글루탐산]]은 억제성 [[신경전달물질]]인 [[γ-아미노뷰티르산]](GABA)로 [[탈카복실화]]([[비타민 B6|비타민 B<sub>6</sub>]]가 필요)된다.

높은 [[단백질]] 섭취, 과도한 알루미늄 노출, [[라이 증후군]], [[간경화]] 및 [[요소 회로]] 장애로 높은 농도의 [[암모니아]] 또는 높은 농도의 질소를 야기할 수 있다고 보고되었다.

α-케토글루타르산은 뇌에서 암모니아를 해독하는 역할을 한다.<ref>{{웹 인용 |url=http://www.autismstudies.info/AutismStudies.info/Fever_glutamine.html |제목=Does infectious fever relieve autistic behavior by releasing glutamine from skeletal muscles as provisional fuel? |확인날짜=2014년 5월 19일 |보존url=https://web.archive.org/web/20140519184046/http://www.autismstudies.info/AutismStudies.info/Fever_glutamine.html |보존날짜=2014년 5월 19일 |url-status=dead }}</ref><ref>{{저널 인용|last=Ott|first=P|author2=Clemmesen, O |author3=Larsen, FS |title=Cerebral metabolic disturbances in the brain during acute liver failure: from hyperammonemia to energy failure and proteolysis.|journal=Neurochemistry international|date=Jul 2005|volume=47|issue=1–2|pages=13–8|pmid=15921824|doi=10.1016/j.neuint.2005.04.002}}</ref><ref>{{저널 인용|last=Hares|first=P|author2=James, IM |author3=Pearson, RM |title=Effect of ornithine alpha ketoglutarate (OAKG) on the response of brain metabolism to hypoxia in the dog.|journal=Stroke: A Journal of Cerebral Circulation|date=May–Jun 1978|volume=9|issue=3|pages=222–4|doi=10.1161/01.STR.9.3.222|pmid=644619|url=http://stroke.ahajournals.org/content/9/3/222.full.pdf}}</ref>

=== 산소 분자와의 관계 ===
α-케토글루타르산은 α-케토글루타르산 의존성 하이드록실화효소(α-ketoglutarate-dependent hydroxylase)에 대해 공동 기질로 작용하며 또한 산소 분자와 관련된 산화 반응에서도 중요한 역할을 한다.

산소 분자(O<sub>2</sub>)는 [[산소화효소]](oxygenase)에 의해 촉매되는 반응에서 [[항생제]]에서처럼 생물에서 유용한 생성물을 만들기 위해 많은 화합물들을 직접적으로 산화시킨다. 많은 산소화효소에서 α-케토글루타르산은 주된 [[반응물|기질]]과 함께 산화됨으로써 반응을 돕는다. 실제로 α-케토글루타르산 의존성 산소화효소(α-ketoglutarate-dependent oxygenase) 중 하나는 O<sub>2</sub> 센서로, 생물이 처한 환경에서 산소의 농도를 알려준다.

산소 분자와 결합하는 α-케토글루타르산은 1형 [[콜라겐]] 생성시 [[프롤린]]을 [[하이드록시프롤린]]으로 [[하이드록실화]]시키는데 필요한 요건 중 하나이다.

=== 항산화제 ===
몇 가지 유형의 세포에서 방출된 α-케토글루타르산은 [[과산화 수소]]의 농도를 감소시켰고, 세포 배양 배지에서 α-케토글루타르산은 고갈되고 [[석신산]]으로 전환되었다.<ref>{{저널 인용|last=Long|first=L|author2=Halliwell, B |title=Artefacts in cell culture: α-Ketoglutarate can scavenge hydrogen peroxide generated by ascorbate and epigallocatechin gallate in cell culture media.|journal=Biochemical and Biophysical Research Communications |date=2011 |volume=406 |issue=1 |pages=20–24 |doi=10.1016/j.bbrc.2011.01.091 |pmid=21281600}}</ref>

=== 수명 ===
2014년 5월 14일에 발표된 연구에 따르면 α-케토글루타르산은 선충류의 수명 증가와 관련이 있다.<ref name="doi:10.1038/nature13264">{{저널 인용|doi=10.1038/nature13264 | title=The metabolite α-ketoglutarate extends lifespan by inhibiting ATP synthase and TOR | journal=Nature| pmc=4263271| pmid=24828042| volume=510| issue=7505 | year=2014| pages=397–401 | last1 = Chin | first1 = RM | last2 = Fu | first2 = X | last3 = Pai | first3 = MY | last4 = Vergnes | first4 = L | last5 = Hwang | first5 = H | last6 = Deng | first6 = G | last7 = Diep | first7 = S | last8 = Lomenick | first8 = B | last9 = Meli | first9 = VS | last10 = Monsalve | first10 = GC | last11 = Hu | first11 = E | last12 = Whelan | first12 = SA | last13 = Wang | first13 = JX | last14 = Jung | first14 = G | last15 = Solis | first15 = GM | last16 = Fazlollahi | first16 = F | last17 = Kaweeteerawat | first17 = C | last18 = Quach | first18 = A | last19 = Nili | first19 = M | last20 = Krall | first20 = AS | last21 = Godwin | first21 = HA | last22 = Chang | first22 = HR | last23 = Faull | first23 = KF | last24 = Guo | first24 = F | last25 = Jiang | first25 = M | last26 = Trauger | first26 = SA | last27 = Saghatelian | first27 = A | last28 = Braas | first28 = D | last29 = Christofk | first29 = HR | last30 = Clarke | first30 = CF | last31 = Teitell | first31 = MA | last32 = Petrascheck | first32 = M | last33 = Reue | first33 = K | last34 = Jung | first34 = ME | last35 = Frand | first35 = AR | last36 = Huang | first36 = J}}</ref>

=== 면역 조절 ===
최근의 연구에 따르면 α-케토글루타르산이 TH1 분화와 글루타민의 고갈을 촉진한다는 것이 밝혀졌다. 대사 산물을 고갈시킴으로써 α-케토글루타르산은 [[조절 T 세포]]의 분화를 촉진한다. 이는 종양의 미시 환경에서 볼 수 있는 아미노산 결핍 상황에서 조절 T 세포의 균형을 왜곡시키는 역할을 할 수 있다.<ref name="DOI:10.1126/scisignal.aab2610">{{저널 인용 |last=Klysz |first=Dorota |last2=Tai |first2=Xuguang |date=29 Sep 2015 |title=Glutamine-dependent α-ketoglutarate production regulates the balance between T helper 1 cell and regulatory T cell generation |url=http://stke.sciencemag.org/content/8/396/ra97 |journal=Science Signaling |publisher=American Association for the Advancement of Science |volume=8 |issue=396 |pages=ra97 |doi=10.1126/scisignal.aab2610 |pmid=26420908 |access-date=14 October 2015 |archive-date=2018-06-23 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180623110425/http://stke.sciencemag.org/content/8/396/ra97 |url-status= }}</ref>

== 생성 ==
α-케토글루타르산은 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다.

* [[아이소시트르산 탈수소효소]]에 의한 [[아이소시트르산]]의 [[산화적 탈카복실화]]
* [[글루탐산 탈수소효소]]에 의한 [[글루탐산]]의 [[산화적 탈아미노화]]
* [[근두암종병|근두암종균]](''agrobacterium tumefaciens'')에 의해 [[갈락투론산]]으로부터 생성됨<ref name="RichardHilditch2009">{{저널 인용|last1=Richard|first1=Peter|last2=Hilditch|first2=Satu|title=d-Galacturonic acid catabolism in microorganisms and its biotechnological relevance|journal=Applied Microbiology and Biotechnology|volume=82|issue=4|year=2009|pages=597–604|issn=0175-7598|doi=10.1007/s00253-009-1870-6|pmid=19159926}}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[아이소시트르산]]
* [[석시닐-CoA]]
* [[베타-케토글루타르산|β-케토글루타르산]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
* {{위키공용분류-줄}}

{{TCA 회로}}

[[분류:물질대사]]
[[분류:세포 호흡]]
[[분류:생체분자]]
[[분류:다이카복실산]]
[[분류:알파-케토산]]