糖原生アミノ酸とケト原性の決定的違い｜代謝の真相と国試対策の覚え方
生化学を学ぶ者が一度は抱く疑問が「なぜロイシンとリシンだけが糖を作れないのか」という点です。このロイシンリシン除外理由を理解すると、代謝マップの暗記が一気に論理的な理解へと変わります。
ロイシンは分岐鎖アミノ酸（BCAA）の一種であり、骨格筋で盛んに代謝されますが、その分解経路を追うと最終的に「ヒドロキシメチルグルタリルCoA（HMG-CoA）」を経て、アセチルCoAとアセト酢酸に完全分解されます。また、塩基性アミノ酸であるリシンも複雑なサッカロピン経路を経て分解され、最終的にアセトアセチルCoAへと収束します。
ここで立ちはだかるのが、生化学における「ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体（PDH）反応の不可逆性」です。
$$\text{ピルビン酸} + \text{CoA} + \text{NAD}^+ \longrightarrow \text{アセチルCoA} + \text{CO}_2 + \text{NADH} + \text{H}^+$$
この反応は自由エネルギー変化（$\Delta G^\circ{'}$）が極めて大きな負の値を持つため、生体内では完全に一方向へのみ進みます。アセチルCoAからピルビン酸へ炭素を押し戻す酵素は、ヒトを含む哺乳類には存在しません。
植物や一部の細菌は「グリオキシル酸回路」という特殊なバイパスを持ち、アセチルCoAの2分子から炭素を逃さずコハク酸を経て糖を合成できます。しかし、ヒトはその進化の過程でグリオキシル酸回路を獲得しなかった（あるいは脱落させた）ため、アセチルCoAにまで分解された炭素骨格からは、原理的に1分子のブドウ糖も作り出すことができないのです。
