ヒ素の生化学
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。
ヒトでは、ヒ素化合物の主要な排泄経路は尿である。無機ヒ素の生物学的半減期は約4日であり、ヒ酸のほうが亜ヒ酸よりも若干短い。無機ヒ素に曝露したヒトの尿中に排泄される主要な代謝産物は、モノメチル化またはジメチル化されたヒ酸であり、代謝されなかった無機ヒ素も多少存在する。
排泄のためのヒ素の生体内変化は、主に Nrf2 (Nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) 経路によってなされる。通常の条件下では、Nrf2 は Keap1 (Kelch-like ECH associated protein 1) に結合しており、不活性状態である。細胞内にヒ素が取り込まれると、活性酸素種 (reactive oxygen species, ROS) が産生される。Keap1 は反応性のチオール基を持っており、ROS や、モノメチル化ヒ素(III)のような求電子性のヒ素を結合する。この結合は Nrf2 の解離を誘導し、Nrf2 は細胞質から核へ移行する。Nrf2 は、antioxidant responsive element (ARE) や electrophilic responsive element (EpRE) を活性化し、その双方が抗酸化タンパク質の増加に寄与する。