腎臓のアルギニン生産と消費酵素の発現と機能

腎臓はアルギニン代謝に重要な役割を果たします。アルギニン産生は、アルギニノソク化シンテターゼ（ASS）およびアルギニノソクシートリアーゼ（ASL）によって制御されます。これは、シトルリンとアスパラギン酸をアルギニンおよびフマレートに代謝しますが、アルギニン消費はアルギニンに依存しています：グリシンアミジノトランフェーゼ（ガット）、メディエートクレアチンおよびクレアチンとオリニチン。組織学的および生化学的技術は、これらの酵素の分布と活性を解剖学的に解剖したセグメント、尿細管の分離された断片、および全組織で研究するために使用されてきました。ASSおよびASL mRNAおよびタンパク質は、近位尿細管で発現しています。このネフロンセグメント内では、近位の複雑な尿細管は、近位直線細管よりも高いアルギニン合成能力を持っています。さらに、ネフロンのこのアルギニン合成部分は、糸球体ろ液からのシトルリンの再吸収部位と完全に一致します。腎臓自体はメチル化アルギニンからシトルリンを生成できますが、この能力は限られています。したがって、腸のシトルリン合成が腎アルギニン産生に必要です。近位の複雑な尿細管もかなりの量のGATを発現しますが、おそらくGATにはミトコンドリア局在があるため、腎アルギニン合成の10％のみがグアニジノ酢酸に代謝されます。腎臓アルギナーゼ（AII）は、皮質および外側の髄質近位直線尿細管で発現し、かなりの量の新たに合成されたアルギニンを分解しません。このレビューで提示されたデータは、近位の複雑な尿細管を内因性アルギニン生合成の主要部位として特定しています。

The kidney plays a key role in arginine metabolism. Arginine production is controlled by argininosuccinate synthetase (ASS) and argininosuccinate lyase (ASL) which metabolize citrulline and aspartate to arginine and fumarate whereas arginine consumption is dependent on arginine:glycine amidinotransferase (GAT), which mediates creatine and ornithine synthesis. Histological and biochemical techniques have been used to study the distribution and activity of these enzymes in anatomically dissected segments, in isolated fragments of tubules and in whole tissues. ASS and ASL mRNAs and proteins are expressed in the proximal tubule. Within this nephron segment, the proximal convoluted tubule has a higher arginine synthesis capacity than the proximal straight tubules. Furthermore, this arginine-synthesizing portion of the nephron matches perfectly with the site of citrulline reabsorption from the glomerular filtrate. The kidney itself can produce citrulline from methylated arginine, but this capacity is limited. Therefore, intestinal citrulline synthesis is required for renal arginine production. Although the proximal convoluted tubule also expresses a significant amount of GAT, only 10% of renal arginine synthesis is metabolized to guanidinoacetic acid, possibly because GAT has a mitochondrial localization. Kidney arginase (AII) is expressed in the cortical and outer medullary proximal straight tubules and does not degrade significant amounts of newly synthesized arginine. The data presented in this review identify the proximal convoluted tubule as the main site of endogenous arginine biosynthesis.