栄養素と生合成

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栄養素と生合成の違い

栄養素 vs. 生合成

栄養素（えいようそ、nutrient）とは、. 生合成（せいごうせい）とは、生体がその構成成分である生体分子を作り出すことをいう。多くの生物に共通している基本的な化合物（アミノ酸、糖、脂肪酸、核酸など）を合成する経路を一次代謝、特定の種や科に特有の化合物（ホルモン、フェロモン、毒素など）を作り出す経路を二次代謝と呼ぶが、両者の区分は必ずしも明確ではない。 ひとつの化合物が生合成されるには単一の酵素でなく、酸化還元酵素、転移酵素、合成酵素、加水分解酵素など数多くの酵素が関わり、多数の段階を踏むことが普通である。 生合成が不可能な分子は、体外より栄養素として取り入れなければならず、こういった栄養素を必須栄養素と呼ぶ。ヒトにおいて生合成が不可能なアミノ酸、脂肪酸をそれぞれ必須アミノ酸、必須脂肪酸と呼び、栄養学において非常に重要である。さらに、生体内での代謝に必須でありながら、生合成できない補酵素群をビタミンと呼び、同様に生合成できないミネラルとともにこれらもまた、栄養学上重要である。 Category:生化学.

代謝

代謝（たいしゃ、metabolism）とは、生命の維持のために有機体が行う、外界から取り入れた無機物や有機化合物を素材として行う一連の合成や化学反応のことであり、新陳代謝の略称である生化学辞典第2版、p.776-777 【代謝】。これらの経路によって有機体はその成長と生殖を可能にし、その体系を維持している。代謝は大きく異化 (catabolism) と同化 (anabolism) の2つに区分される。異化は物質を分解することによってエネルギーを得る過程であり、例えば細胞呼吸がある。同化はエネルギーを使って物質を合成する過程であり、例えばタンパク質・核酸・多糖・脂質の合成がある。 代謝の化学反応は代謝経路によって体系づけられ、1つの化学物質は他の化学物質から酵素によって変換される。酵素は触媒として、熱力学的に不利な反応を有利に進めるため極めて重要な存在である。また、酵素は、細胞の環境もしくは他の細胞からの信号（シグナル伝達）の変化に反応することにより代謝経路の調節も行う。 有機体の代謝はその物質の栄養価の高さがどれだけか、また、毒性の高さがどれだけかを決定する。例えば、いくつかの原核生物は硫化水素を使って栄養を得ているが、この気体は動物にとっては毒であることが知られている。また、代謝速度はその有機体がどれだけの食物を必要としているかに影響を与える。.

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ミネラル

ミネラル（）は、一般的な有機物に含まれる4元素（炭素・水素・窒素・酸素）以外の必須元素である。無機質、灰分（かいぶん）などともいう。蛋白質、脂質、炭水化物、ビタミンと並び五大栄養素の1つとして数えられる。 日本では13元素（亜鉛・カリウム・カルシウム・クロム・セレン・鉄・銅・ナトリウム・マグネシウム・マンガン・モリブデン・ヨウ素・リン）が健康増進法に基づく食事摂取基準の対象として厚生労働省により定められている。 生物の種類や性別、成長段階によって必要な種類や量は異なる。すべての要素は適度な量を摂る事が良く、欠乏症だけでなく過剰摂取も病気の原因ともなる。 ミネラルは人の体内で作ることは出来ないため、毎日の食事からとる必要がある。.

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ビタミン

ビタミン（ヴィタミン、 ）は、生物の生存・生育に微量に必要な栄養素のうち、炭水化物・タンパク質・脂質以外の有機化合物の総称である（なお栄養素のうち無機物はミネラルである）。 生物種によってビタミンとして働く物質は異なる。たとえばアスコルビン酸はヒトにはビタミンCだが、多くの生物にはそうではない。ヒトのビタミンは13種が認められている。 ビタミンは機能で分類され、物質名ではない。たとえばビタミンAはレチナール、レチノールなどからなる。 ビタミンはほとんどの場合、生体内で十分量合成することができないので、主に食料から摂取される（一部は腸内細菌から供給される）。ビタミンが不足すると、疾病や成長障害が起こりうる（ビタミン欠乏症）。日本では厚生労働省が日本人の食事摂取基準によって各ビタミンの指標を定めており、摂取不足の回避を目的とする3種類の指標と、過剰摂取による健康障害の回避を目的とする指標、及び生活習慣病の予防を目的とする指標から構成されている。.

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アミノ酸

リシンの構造式。最も構造が単純なアミノ酸 トリプトファンの構造式。最も構造が複雑なアミノ酸の1つ。 アミノ酸（アミノさん、amino acid）とは、広義には（特に化学の分野では）、アミノ基とカルボキシル基の両方の官能基を持つ有機化合物の総称である。一方、狭義には（特に生化学の分野やその他より一般的な場合には）、生体のタンパク質の構成ユニットとなる「α-アミノ酸」を指す。分子生物学など、生体分子をあつかう生命科学分野においては、遺伝暗号表に含まれるプロリン（イミノ酸に分類される）を、便宜上アミノ酸に含めることが多い。 タンパク質を構成するアミノ酸のうち、動物が体内で合成できないアミノ酸を、その種にとっての必須アミノ酸と呼ぶ。必須アミノ酸は動物種によって異なる。.

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糖

糖（とう）とは、多価アルコールの最初の酸化生成物であり、アルデヒド基 (−CHO) またはケトン基 (>C.

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補酵素

補酵素（ほこうそ、coenzyme）は、酵素反応の化学基の授受に機能する低分子量の有機化合物である。コエンザイム、コエンチーム、助酵素などとも呼ばれる。 一般に補酵素は酵素のタンパク質部分と強い結合を行わず可逆的に解離して遊離型になる（反対に不可逆的な解離を行うものは補欠分子族と呼ばれる）。補酵素の多くはビタミンとして良く知られており、生物の生育に関する必須成分（栄養素）として良く知られている。.

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酵素

核酸塩基代謝に関与するプリンヌクレオシドフォスフォリラーゼの構造（リボン図）研究者は基質特異性を考察するときに酵素構造を抽象化したリボン図を利用する。 酵素（こうそ、enzyme）とは、生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子である。酵素によって触媒される反応を“酵素的”反応という。このことについて酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域が、酵素学 （こうそがく、enzymology）である。.

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核酸

RNAとDNA、それぞれの核酸塩基 核酸（かくさん）は、リボ核酸 (RNA)とデオキシリボ核酸 (DNA)の総称で、塩基と糖、リン酸からなるヌクレオチドがホスホジエステル結合で連なった生体高分子である。糖の部分がリボースであるものがRNA、リボースの2'位の水酸基が水素基に置換された2-デオキシリボースであるものがDNAである。RNAは2'位が水酸基であるため、加水分解を受けることにより、DNAよりも反応性が高く、熱力学的に不安定である。糖の 1'位には塩基（核酸塩基）が結合している。さらに糖の 3'位と隣の糖の 5'位はリン酸エステル構造で結合しており、その結合が繰り返されて長い鎖状になる。転写や翻訳は 5'位から 3'位への方向へ進む。 なお、糖鎖の両端のうち、5'にリン酸が結合して切れている側のほうを 5'末端、反対側を 3'末端と呼んで区別する。また、隣り合う核酸上の領域の、5'側を上流、3'側を下流という。.

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栄養学

栄養学（えいようがく、）とは、食事や食品、その成分である栄養素がどのように生物の中で利用されたり影響しているかを研究する、栄養に関する学問である。1910年代、日本での栄養学の創設期には、食品に含まれる栄養成分の分析や、「何を、いつ、どのくらい」食べたらいいのかを研究した。次第に白米の栄養素が乏しいということで、玄米かこれを部分的に精米した分搗き米や胚芽米かといった激しい主食論争が交わされた。1980年頃から、食事と生活習慣病が大きく関係することが分かり、食生活指針が作られ関連を研究する疫学研究が盛んになった。また1980年代以降、食品成分の健康に対する作用が解明されることが増え、健康食品として食品の機能に関して認識されていくこととなった。 炭水化物、たんぱく質、脂質で三大栄養素と呼ばれる。炭水化物が減少し、脂質が増えるという比率の変化は、食の西洋化（また欧米化）と呼ばれ健康への影響が調査されてきた（厳密には脂肪の種類が重要）。日本でも反省され1980年代には日本型食生活が提唱された。沖縄は、以前は世界に名だたる長寿地域でその食事要因なども調査されてきたが、全国に先駆けた食事の西欧化により、その長寿が危機に瀕している。このような傾向を日本の他の地域も後追いするといわれている。ビタミン、ミネラルを加えて五大栄養素である。さらに微量な栄養素や腸内細菌の影響も調査される。 同じ栄養学が、古くは精白を奨励し21世紀近くには問題にし、動物性食品を古くは奨励し後に大きな問題の源としたのである。過去に食物繊維は栄養素の利用効率を下げると考えられ穀物の精白が推奨されたが、白米など精白による栄養損失も問題となり日本の栄養学創設者佐伯矩は七分搗き米を、女子栄養大学創設者の香川綾は胚芽米を推奨し21世紀でも重視されている。1970年代には食物繊維の重要性が知られ、1990年代に目標摂取量が策定され、穀物からの摂取量減少が目標達成を阻んでいる。欧米の食生活指針は全粒穀物を推奨した。砂糖をエネルギー比10%未満にするという2003年の世界保健機関(WHO)の勧告は、2014年に5%未満とする草案となった。1957年の国際的なタンパク質の品質の評価基準プロテインスコアでは鶏卵100点を頂点とし木綿豆腐は67点だった、1973年にアミノ酸スコアとして改訂され、1985年の改定、1990年の確認を経て、大豆も100点と高いものとなり、動物性食品を減らす動きや、穀物と豆という組み合わせは良質なタンパク質の品質になることが確認されてきた。脂肪も必須でないと考えられた時代から1980年前後には必須脂肪酸が特定され、特にω-3脂肪酸は亜麻仁や魚に多く、大豆や菜種油に比較的多く含まれる。1977年のアメリカの食事目標でも動物性脂肪削減は主な焦点となり宮崎基嘉（国立健康栄養研究所基礎栄養部長）「米国の食事目標に学ぶもの」『米国の食事目標(第2版)-米国上院:栄養・人間ニーズ特別委員会の提言』 食品産業センター、1980年3月。Dietary Goals for the United States (second edition)、2003年トランス脂肪酸による心血管系リスク増加の防止をWHOが勧告した。.

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