オキサロ酢酸
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オキサロ酢酸（oxaloacetate）は、ピルビン酸（焦性ブドウ酸）を、ピルビン酸カルボキシラーゼによりカルボシキ化して、生成される。ピルビン酸は、活性化されたピルビン酸と考えられる。
ピルビン酸カルボキシラーゼにより生成されたオキサロ酢酸は、糖新生に利用され、グルコース（ブドウ糖）に変換される。
また、オキサロ酢酸は、運動時に、脂肪酸のβ-酸化で生成されるアセチル-CoAと結合し、クエン酸になり、TCA回路で代謝されて、NADH2+が生成される。
糖新生の際には、アミノ酸（糖原性アミノ酸）の炭素骨格、ピルビン酸、乳酸、TCA回路の中間体は、まず、オキサロ酢酸に変換され、さらに、PEPCKにより、ホスホエノールピルビン酸（phosphoenol pyruvate：PEP）に変換され、糖新生に利用される。
動物では、アセチル-CoAを、オキサロ酢酸に変換する酵素が、存在しない。従って、β-酸化でアセチル-CoAに分解される脂肪酸は、グルコース前駆体として、糖新生に使用されない。
ヒトでは、PEPCKは、ミトコンドリア外（細胞質ゾル：サイトゾル）と、ミトコンドリア内（マトリックス）の両方に存在する。
ミトコンドリア内で、PEPCKによって生成されたPEPは、ミトコンドリア内膜を、特異的な膜輸送タンパクを通過して、ミトコンドリア外に移行出来る。
しかし、ミトコンドリア内（マトリックス）のオキサロ酢酸は、ミトコンドリア内膜を通過出来ないので、リンゴ酸（経路１）か、アスパラギン酸（経路２）に、変換されて、ミトコンドリア内膜を通過し、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に、輸送される。
１．ミトコンドリア内のオキサロ酢酸の、ミトコンドリア外への輸送経路
ミトコンドリア内膜を通過出来ないオキサロ酢酸は、リンゴ酸（経路１）か、アスパラギン酸（経路２）に、変換されて、ミトコンドリア内から、ミトコンドリア外に、輸送される。
糖新生には、細胞質ゾルにNADH2+が必要なので、経路１により、ミトコンドリア内のTCA回路で生成されたNADH2+が、ミトコンドリア外の細胞質ゾルに、補給される。
乳酸を前駆体として、糖新生が行われる際には、ミトコンドリア外で、乳酸が、ピルビン酸に変換される際に、NADH2+が作られるので、経路１でも、経路２でも良い。
１）．経路１：リンゴ酸輸送系（リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体）
経路１の輸送は、リンゴ酸輸送系（リンゴ酸輸送体、注１）である、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体が、関与する。
経路１の輸送では、ミトコンドリア内のオキサロ酢酸が、MDHにより、リンゴ酸に変換され、リンゴ酸は、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体により、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に、輸送される。輸送されたリンゴ酸は、ミトコンドリア外で、MDHにより、オキサロ酢酸に、戻される。
経路１の反応では、NADH2+が、使用される：ミトコンドリア内のNADH2+が使用され、NAD+になり、ミトコンドリア外のNAD+から、NADH2+が生成される。従って、還元当量（reducing equivalents）の電子（H2）が、ミトコンドリア内膜を通過し、ミトコンドリア内（マトリックス）から、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に、輸送される（電子伝達体のNAD+でなく、電子だけがミトコンドリア内膜を通過する）。
２）．経路２：グルタミン酸-アスパラギン酸輸送系
経路２の輸送は、グルタミン酸-アスパラギン酸輸送体（glutamate-aspartate transporter：アスパラギン酸-グルタミン酸輸送体）が、関与する。
経路２の輸送では、ミトコンドリア内のオキサロ酢酸が、m-AST（m-GOT）によりアスパラギン酸に変換され、グルタミン酸-アスパラギン酸輸送体により、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）に、輸送される。
アスパラギン酸は、ミトコンドリア外の細胞質ゾルで、s-AST（s-GOT）により、オキサロ酢酸に、戻される。
アスパラギン酸は、尿素回路の構成要素としても、重要。
経路２の反応では、NADH2+は、使用されない。
糖新生には、ミトコンドリア外（細胞質ゾル）にNADH2+が必要だが、ミトコンドリア内膜には、NADH輸送蛋白が存在しないので、ミトコンドリア内のTCA回路で生成されたNADH2+は、ミトコンドリア内膜を通過出来ない。その為、経路１のリンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体から構成される、リンゴ酸輸送系が、NADH2+輸送系として、働き、経路１を介するオキサロ酢酸の輸送に関連して、ミトコンドリア内のTCA回路で生成されたNADH2+を、ミトコンドリア内から、ミトコンドリア外へ、輸送する。
なお、経路１のリンゴ酸輸送系の反応は、可逆的なので、運動時など、ATP生成を要する時には、ミトコンドリア外のNADH還元当量を、リンゴ酸として、ミトコンドリア内に輸送し、電子伝達と酸化的リン酸化に、使用することが出来る。その際、経路２の反応（輸送）により、ミトコンドリア内のアスパラギン酸が、ミトコンドリア外に輸送され、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルが形成される（注２）。
２．オキサロ酢酸とリンゴ酸との平行関係
オキサロ酢酸は、リンゴ酸とは、次式の平衡関係にある。
K＝［オキサロ酢酸］［NADH］/［リンゴ酸］［NAD+］
筋肉の運動時などは、ATP生成に伴い、ミトコンドリア内のNADH2+が消費されて減少し（NAD+が増加する）、その結果、オキサロ酢酸が増加して（リンゴ酸が、MDHにより、オキサロ酢酸に変換される）、クエン酸シンターゼが促進され、クエン酸の生成速度が高まり、TCA回路の代謝が促進される。
従って、オキサロ酢酸や、リンゴ酸は、TCA回路の代謝を促進し、脂肪酸の分解（β-酸化）を促進する：「脂肪は、糖の炎によって燃える」。
３．オキサロ酢酸の化学式
ピルビン酸（pyruvate）、オキサロ酢酸（oxaloacetate）、リンゴ酸（malate）、アスパラギン酸（aspartate：Asp）の化学式（構造式）を、下図に示す。
注１：ミトコンドリア内膜には、リンゴ酸を輸送するリンゴ酸輸送体として、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体（α-ケトグルタル酸輸送体）の他に、トリカルボン酸輸送体（クエン酸も輸送）、ジカルボン酸輸送体（リン酸も輸送）が、存在すると言う。
注２：リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルは、経路１のリンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体（リンゴ酸輸送系）と、経路２のグルタミン酸-アスパラギン酸輸送体から、構成される。
しかし、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルでは、リンゴ酸-α-ケトグルタル酸輸送体（リンゴ酸輸送系）は、オキサロ酢酸を輸送する経路１の時とは、反対（逆）方向に、つまり、ミトコンドリア外から、ミトコンドリア内に、リンゴ酸を輸送する。
参考文献
・ヴォート基礎生化学（東京化学同人、第１版第４刷、2003年）
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