必須アミノ酸，非必須アミノ酸 その二つを分けたもの：細胞外タンパク質仮説

抄録

　ヒトはタンパク質を構成する20種類のアミノ酸のうち9種を合成できず，これらは必須アミノ酸と呼ばれている。そしてこれら必須アミノ酸合成能力の喪失は，一般にヒトが食事によってこれらのアミノ酸を十分に摂取できたためであるとされてきた。しかし，近年の生命科学の進歩により，ヒトやその近縁動物，さらには進化系統樹で全く異なる枝に属する細胞性粘菌やテトラヒメナといった生物までもが全てほぼ同一のアミノ酸の合成能力を失っていることが明らかとなった。これは当初の説明では説明できない現象である。現時点までこの背景を説明する理論は提示されておらず，生命の謎の一つとされてきた。

　筆者はふとしたきっかけから，この必須アミノ酸の成立背景は，二つの前提条件のもとで比較的簡単に説明可能であることに気がついた。二つの前提条件とは，①タンパク質合成における最大のアミノ酸資源はその細胞の細胞内タンパク質の分解物であること，②細胞外タンパク質では細胞内タンパク質と比較して特定のアミノ酸（たとえば低合成コストのアミノ酸）がより多く使われていること，である。そしてそれらの条件のもとでは，細胞は（細胞内タンパク質と比較して）細胞外タンパク質により多く含まれるアミノ酸の合成能力さえ維持していれば，そのアミノ酸の収支バランスを維持できる，と考えられた。実際に組織中の細胞内外のアミノ酸組成を測定した報告は1報のみしか検索されなかったが，このデータで検討したところ細胞内外の組成格差は必須アミノ酸・非必須アミノ酸の境界とほぼ一致していた。これにより，上記説明には一定の妥当性があると判断された。

　食べる能力を獲得することで外部アミノ酸資源を利用できるようになった生物はすべてのアミノ酸合成能力を喪失する可能性を得たが，実際には食べる能力には運動能力の連携が必須であった。そのためには一定量の細胞外タンパク質の合成が必要であったが，コスト等の制約から細胞外タンパク質の組成は細胞内と異なるものにせざるを得ず，その結果，細胞外により多く使われるアミノ酸の合成能力は喪失できなかった，と考えた。これを必須アミノ酸の起源を説明する「細胞外タンパク質仮説」として提案する。