余分なアミノ基はどのように処理されるか

アミノ基（-NH2）はすべてのアミノ酸に共通する官能基です。血中の遊離アミノ酸は必要最低限に保たれ、余剰があると体はそれらを分解し、アミノ基を除去して排泄します。

アミノ基の構造

アミノ基（-NH2）は、窒素原子1つが水素原子2つと共有結合した構造です。窒素原子は余分な価電子を持ち、他の原子と結合しやすくなります。

アミノ酸は、酸性のカルボキシル基（-COOH）とアミノ基（-NH2）を持ち、さらに側鎖（R基）を備えています。これら3つの基は同一のα炭素に結合しています。最も単純なグリシンのR基は水素1つで、アラニンはメチル基（-CH3）など、側鎖はさまざまな構造をとります。

アミノ酸が分解されると、まずアミノ基が除去されます。残った炭素骨格はエネルギーに変換されたり、脂肪として蓄えられます。一方、除去されたアミノ基は窒素過剰分として体外へ排出されなければなりません。

アンモニアは水に非常に溶けやすいため、魚や一部の両生類はアンモニア（NH3）として窒素を排泄します。魚の中には、過剰な窒素をグルタミンというアミド形で血液中に運び、エラで加水分解してグルタミン酸とアンモニアに変える種もあります。

陸上の脊椎動物は、余分なアミノ基を水に溶けやすい尿素（(NH2)2CO）に変換します。尿素は肝臓で合成され、血流へ放出され、腎臓で濾過されて尿として体外に排出されます。

鳥類、爬虫類、砂漠に生息する一部の哺乳類は、余分な窒素を尿酸（C5H4N4O3）に変換し、糞とともに排泄します。尿酸の合成はエネルギーコストが高いものの、排泄に必要な水分が少なくて済みます。