ヒ素の生化学
3価ヒ素代謝物の標的となるのは、チオール基を含む酵素や受容体であり、グルタチオンやシステイン残基の硫黄原子が主に標的となる。一般的に、亜ヒ酸誘導体はヒ酸代謝物よりも高い親和性を持っており、結合によっていくつかの代謝経路の活性が制限される。例えば、ピルビン酸デヒドロゲナーゼ (PDH) は、モノメチル亜アルソン酸が補因子の還元型リポ酸のチオール基を標的としたとき阻害される。PDH はアセチルCoAの前駆体を合成するため、PDH の阻害によって電子伝達系におけるATP産生が制限されるとともに、アセチルCoA依存的な酵素を含む糖新生の過程も影響を受ける。
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。
自然界に存在する代表的な有機ヒ素化合物
アルセノベタインは、自然界で最も一般的に存在するヒ素化合物の1つである。-CO2H が -CH2OH に置換されたアルセノコリン (arsenocholine) もまた一般的である。
トリメチルアルシン(英語版)はヒ酸由来顔料への微生物の作用によって合成される。
ヒ素を含有するリボース誘導体 (R = いくつかの官能基)
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。
ROSが細胞死を引き起こす他のメカニズムとしては、細胞骨格の再構成によって contractile protein に影響を与えることが考えられる。
RNSは、ROSがミトコンドリアを破壊すると発生する。ヒ素中毒におけるDNA損傷は、RNSによるものである。ミトコンドリアの損傷によって、スーパーオキシドと一酸化窒素 (NO) が反応し、RNSが放出されることが知られている。一酸化窒素は、細胞の代謝、成長、分裂、そして死といった調節に関与している。一酸化窒素とRNSが反応すると、ペルオキシ亜硝酸 (peroxynitrite) が形成される。慢性的にヒ素へ曝露した場合には、スーパーオキシドとの反応のために一酸化窒素は枯渇状態となる。一酸化窒素合成酵素は一酸化窒素を合成するためにL-アルギニンを用いるが、この酵素はモノメチル化ヒ素(III)化合物によって阻害される。