”呼吸”のチョコット知識③ 　解糖系、TCAサイクル、電子伝達系　

　

“呼吸”のチョコット知識③

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糖質代謝は

解糖系→TCAサイクル→電子伝達系

の3つの反応段階から成り立っています。

 

　Ⅰ.ｂTCAサイクル（Tricarboxylic acid cycle）

 

　解糖系でブドウ糖から生じたピルビン酸は、ミトコンドリアのマトリックス内で、

 

[ミトコンドリア]

 

　酵素（ピルビン酸脱炭酸酵素など）の働きによってアセチルCoAになります。

 

↑

ミトコンドリア

 

  このアセチルCoAはオキサロ酢酸と結合してクエン酸を生じ、クエン酸も種々の酵素の働きで、

 

　2－オキソグルタル酸→コハク酸→フマル酸→リンゴ酸

 

　 などの有機物に姿を変えていき、最後にはオキサロ酢酸となる回路を形成（TCAサイクル）し一周します。

　このとき、脱水素酵素が働き、基質からＨ2（水素）をはずし、脱水素酵素の補酵素NADと結合させてNADH2にします。

 

AH2　→　A+Ｈ2（ＡH2は基質）

   ↓

     NADH2

[ナイアシンはNAD(Niacinamid adenine dinucleotide)を構成し、

種々の酵素の補酵素として働きます。]

 

基質AH2はピルビン酸、クエン酸、2－オキソグルタル酸、リンゴ酸などです。

 

   また、2－オキソグルタル酸からコハク酸を生じるところで2ATPがつくられます。

 

 

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　Ⅰ.ｃ電子伝達系（Electron transport chain）

 

 　呼吸の最終段階が電子伝達系です。

　電子伝達系はミトコンドリアの内膜に

 

[ミトコンドリア]

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きれいに並んだ各種の脱水素酵素やフラビン酵素、チトクローム類によって進行する反応です。

 

[電子伝達系]

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　解糖系やTCAサイクルではずされたＨ2は脱水素酵素の補酵素NADと結合してNADH2になります。そして、フラビン酵素の補酵素FADにH2を渡してFADH2として、NADH2はNADに戻ります。このとき1ATPがつくられます。

  [ビタミンＢ2は　FAD(Flavin adenine dinucleotide)を構成し、
種々の酵素の補酵素として働きます。]

　さらに、Ｈ2を受け取ったFADH2はチトクローム類（チトクロームｂ→チトクロームｃ→チトクロームa）のチトクロームｂに2H⁺（チトクローム類上は電子）を受け渡してFADとなります。チトクロームｂとチトクロームｃのところで1ATPが産生されます。

　そして、チトクロームｃから電子2H⁺を受け取ったチトクロームaの電子2H⁺は外呼吸によって取り入れた酸素と結合して水をつくります。このときも1ATPができます。

 

O2:酸素
CO2:炭酸ガス（二酸化炭素）
H2O:水

 

　糖質代謝によるブドウ糖1分子のエネルギーの収支

解糖系　　　　　2ATP

TCAサイクル　　2ATP

電子伝達系　　34ATP

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                    38ATP

 

      

ブドウ糖+酸素→炭酸ガス+水　+38ATP

(C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O→6CO₂+12H₂O)

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細胞における糖質代謝で得られるエネルギーはブドウ糖1分子につき38ATPです。

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果糖（Fructose）とガラクトース（Galactose）

　また、単糖類の果糖とガラクトースはリン酸化されて  　となって解糖系に入ります。

↓

↓

　　　　果糖→　　←ガラクトース

↓

 

 

 

 　そして、果糖とガラクトースもブドウ糖と同様に

 

　解糖系→TCAサイクル→電子伝達系　

 

を進行する反応段階でエネルギーを産生します。

 

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