異化作用、異化過程、同化作用との違い



の 異化 体内の物質の分解のすべての反応を含みます。生体分子の成分をそれらのより小さな単位で「崩壊させる」ことに加えて、異化反応は、主にＡＴＰの形態でエネルギーを生み出す。.

異化経路は、食物由来の分子である炭水化物、タンパク質、脂質を分解する原因です。プロセス中に、結合に含まれる化学エネルギーはそれを必要とする細胞活動に使用されるために放出されます.

よく知られている異化経路のいくつかの例は、次のとおりです。クレブス回路、脂肪酸のベータ酸化、解糖および酸化的リン酸化.

異化作用によって生成された単純な分子は、同じプロセスによって提供されるエネルギーを使用して、必要な要素を構築するために細胞によって使用されます。この合成経路は異化拮抗薬であり、同化作用と呼ばれます.

生物の代謝には、合成と分解の両方の反応が含まれます。これらは同時に起こり、細胞内で制御されます。.

索引

  • 1機能
  • 2異化過程
    • 2.1尿素サイクル
    • 2.2クレブス回路またはクエン酸回路
    • 2.3解糖
    • 2.4酸化的リン酸化
    • 2.5脂肪酸の脂肪酸化         
  • 3異化の調節
    • 3.1コルチゾール
    • 3.2インスリン
  • 4同化作用との違い
    • 4.1分子の合成と分解
    • 4.2エネルギー利用
  • 5参考文献

機能

異化作用は、炭水化物、タンパク質および脂肪と呼ばれる、身体が「燃料」として使用する栄養素を酸化することを主な目的としています。これらの生体分子の分解は、エネルギーと廃棄物、主に二酸化炭素と水を生成します.

一連の酵素は異化作用に関与しています。異化作用は細胞内で起こる化学反応の速度を加速させる原因となるタンパク質です。.

燃料物質は、私たちが毎日消費する食品です。私達の食事療法は異化経路によって分解される蛋白質、炭水化物および脂肪から成っています。体は脂肪や炭水化物を優先的に使用しますが、不足している状況ではタンパク質の分解に頼ることができます.

異化作用によって引き出されたエネルギーは、言及された生体分子の化学結合に含まれています.

食べ物を食べるときは、消化しやすくするために噛みます。この過程は異化作用に似ています。異化作用は、体が微視的レベルで粒子を「消化」して合成または同化経路で利用できるようにする責任があります。.

異化過程

経路または異化経路は物質の分解の全過程を含む。プロセスの3つの段階を区別することができます。

- 細胞に含まれるさまざまな生体分子（炭水化物、脂肪、タンパク質）は、それらを構成する基本単位（それぞれ糖、脂肪酸、アミノ酸）で分解されます。.

- ステージIの生成物は、アセチルCoAと呼ばれる共通の中間体に収束する、より単純な成分に移行します。.

- 最後に、この化合物はクレブス回路に入り、そこで酸化を続けて二酸化炭素と水の分子、つまり異化反応で得られる最終分子を生成します。.

最も顕著なものは、尿素回路、クレブス回路、解糖、酸化的リン酸化および脂肪酸のベータ酸化である。次に、上記の各ルートについて説明します。

尿素サイクル

尿素回路はミトコンドリアと肝細胞のサイトゾルで起こる異化経路です。それはタンパク質誘導体の加工を担当し、その最終生成物は尿素です。.

このサイクルは、ミトコンドリアのマトリックスから最初のアミノ基が入ることで始まりますが、腸を通って肝臓に入ることもできます。.

最初の反応はATP、重炭酸イオン（HCO）の通過を含む3-）およびアンモニウム（NH）4+）カルボモイルホスフェート、ADPおよびP私は. 第二段階は、シトルリンとPの分子を生成するためのカルボモイルホスフェートとオルニチンの結合である。私は. これらの反応はミトコンドリアマトリックスで起こる.

このサイクルは細胞質ゾル内で継続し、そこでシトルリンとアスパラギン酸がATPと縮合してアルギニノコハク酸、AMPおよびPPを生成する私は. アルギニノコハク酸はアルギニンとフマル酸に渡されます。アミノ酸アルギニンは水と結合してオルニチン、そして最後に尿素を生成します。.

このサイクルは、代謝産物フマル酸塩が両方の代謝経路に関与するため、クレブスサイクルと相互に関連している。ただし、各サイクルは独立して動作します.

この経路に関連した臨床的パタログは、患者がタンパク質に富んだ食事をとるのを妨げる.

クレブス回路またはクエン酸回路

クレブス回路は、すべての生物の細胞呼吸に関与する経路です。空間的には、真核生物のミトコンドリアに発生します.

このサイクルの前駆物質は、アセチルコエンザイムAと呼ばれる分子であり、これはオキサロ酢酸分子と縮合しています。この結合は6個の炭素の化合物を生成します。各革命で、このサイクルは2分子の二酸化炭素と1分子のオキサロ酢酸を生み出す.

このサイクルは、アコニターゼによって触媒される異性化反応から始まり、ここでクエン酸塩はシス - アコナイトと水に入る。同様に、アコニターゼはシス - アコナイトのイソクエン酸への通過を触媒する。.

イソシトレートはイソシトレートデヒドロゲナーゼによりオキサロサクシネートに酸化される。この分子は、同じ酵素、イソクエン酸デヒドロゲナーゼによってアルファ - ケトグルタル酸中で脱炭酸されている。 α-ケトグルタル酸はα-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼの作用によりスクシニル-CoAに移行する.

スクシニル−ＣｏＡは、コハク酸デヒドロゲナーゼによってフマル酸に酸化されるコハク酸に移行する。続いてフマル酸はl-リンゴ酸になり、最後にl-リンゴ酸はシュウ酸になる.

このサイクルは次の式で要約することができます。アセチルCoA + 3 NAD+ + FAD + GDP + Pi + 2 H2O→CoA-SH + 3（NADH + H +）+ FADH2 + GTP + 2 CO2.

解糖

解糖とも呼ばれる解糖は、微視的細菌から大型哺乳類まで、事実上すべての生物に存在する重要な経路です。経路はグルコースをピルビン酸に分解する10の酵素反応からなる.

このプロセスは、酵素ヘキソキナーゼによるグルコース分子のリン酸化から始まります。グルコース-6-リン酸はそれを逃れることができるトランスポーターを持っていないので、このステップのアイデアはグルコースを「活性化」し、細胞内にそれを閉じ込めることです.

グルコース-6-リン酸イソメラーゼは、グルコース-6-リン酸を取り込み、それをそのフルクトース-6-リン酸異性体に再配置する。第三段階はホスホフルクトキナーゼにより触媒されそして生成物はフルクトース－１，６－ビスホスフェートである。.

次いで、アルドラーゼは、ジヒドロキシアセトンホスフェートおよびグリセルアルデヒド-3-ホスフェート中で上記化合物を切断する。トリオースリン酸イソメラーゼによって触媒されるこれら二つの化合物の間にバランスがある.

グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ酵素は1,3-ビホスホグリセリン酸を生成し、これは次の工程でホスホグリセリン酸キナーゼによって3-ホスホグリセリン酸に変換される。ホスホグリセリン酸ムターゼは炭素の位置を変えて2-ホスホグリセリン酸を産生する.

エノラーゼはこの最後の代謝産物を取り込み、それをホスホエノールピルビン酸に変換する。経路の最後のステップはピルビン酸キナーゼによって触媒され、最終生成物はピルビン酸です。.

酸化的リン酸化

酸化的リン酸化は、NADHまたはFADHからの電子の移動によるATPの形成過程です。2 酸素まで、細胞呼吸プロセスの最後のステップです。それはミトコンドリアで発生し、有酸素呼吸をする生物のATP分子の主な供給源です。.

グルコースの水と二酸化炭素への完全酸化の生成物として生成される30分子のATPのうち26分子が酸化的リン酸化によって生じるので、その重要性は否定できない。.

概念的には、酸化的リン酸化はATPの酸化と合成を膜系を通るプロトンの流れと結び付ける.

したがって、NADHまたはFADH2 様々な経路で生成され、脂肪酸の解糖または酸化と呼ばれ、プロセスで生成された自由エネルギーはATPの合成に使用されます。.

脂肪酸のβ酸化         

Ｂ酸化は、脂肪酸を酸化して大量のエネルギーを生み出す一連の反応です。.

この方法は、それが脂肪酸を完全に分解するまで、１反応当たり２個の炭素原子から脂肪酸領域を周期的に放出することを含む。最終生成物は、完全に酸化するためにクレブス回路に入ることができるアセチルCoA分子です。.

酸化の前に、脂肪酸は活性化されなければならず、そこで補酵素Aに結合します。カルニチントランスポーターは、分子をミトコンドリアのマトリックスに移動させる原因となります。.

これらの前のステップの後、β酸化自体は酸化、水和、NADによる酸化のプロセスから始まります+ とチオリシス.

異化の調節

さまざまな酵素反応を調節する一連のプロセスがなければなりません。なぜなら、これらは常に最高速度では機能しないからです。したがって、代謝経路は、ホルモン、ニューロン制御、基質の利用可能性および酵素的修飾を含む一連の要因によって調節されている.

すべてのルートで、少なくとも1つの不可逆的な反作用（つまり、一方向に1つの反作用）がなければならず、それが道路全体の速度を指示します。これにより、反応は細胞が要求する速度で機能し、合成経路と分解経路が同時に機能するのを防ぐことができます。.

ホルモンは化学的メッセンジャーとして作用する特に重要な物質です。これらは様々な内分泌腺で合成され、血流に放出されて作用します。例をいくつか示します。

コルチゾール

コルチゾールは、合成過程を減らし、筋肉の異化経路を増やすことによって作用します。この効果は血流へのアミノ酸の解放によって起こります.

インスリン

対照的に、反対の効果を持ちそして異化を減らすホルモンがあります。インシュリンは蛋白質の統合を高め、同時にそれらの異化を減らします。この場合、タンパク質分解が増加し、筋肉へのアミノ酸の排出が促進されます。.

同化作用との違い

同化作用および異化作用は有機体で起こる代謝反応の全体を含む拮抗的なプロセスです.

どちらの方法も、酵素によって触媒される複数の化学反応を必要とし、特定の反応を誘発または減速させることができる厳密なホルモン制御下にある。ただし、それらは次の基本的な側面で異なります。

分子の合成と分解

同化作用は合成反応を含み、異化作用は分子の分解の原因となる。これらのプロセスは逆ですが、それらは代謝の微妙なバランスでつながっています.

同化作用は単純な化合物を取り、それらをより大きな化合物に変換するので、同化作用は異なるプロセスであると言われています。大分子から二酸化炭素、アンモニア、水などの小分子を得ることによる収束過程として分類される異化作用とは反対に.

異化経路は食物を形成し、それをより小さな成分に還元する巨大分子を取ります。同化ルートは、その一方で、これらのユニットを取り、再びより複雑な分子を構築することができます.

言い換えれば、体は必要とするプロセスで使用される食品を構成する要素の "構成を変更"する必要があります.

このプロセスは、主要な構成要素がさまざまな空間的配置を持つさまざまな構造を形成できる、一般的なゲームのレゴと似ています.

エネルギー利用

異化作用は食品の化学結合に含まれるエネルギーを引き出す責任があるので、その主な目的はエネルギーの生成です。この劣化は、ほとんどの場合、酸化反応によって起こります.

しかし、ATP分子の反転を必要とする解糖経路で見たように、異化経路がそれらの初期段階でエネルギーを加えることを必要とすることは不思議ではありません。.

一方、同化作用は、異化作用で生成された自由エネルギーを追加して目的の化合物の集合を達成する役割を果たします。同化作用と異化作用の両方が細胞内で絶えずそして同時に起こる.

一般に、ＡＴＰはエネルギーを伝達するために使用される分子である。これはそれが必要とされる領域に拡散することができ、そして加水分解されると分子に含まれる化学エネルギーが放出される。同様に、エネルギーは水素原子または電子として輸送されます。.

これらの分子は補酵素と呼ばれ、NADP、NADPHおよびFMNHを含みます。2. それらは還元反応によって作用する。さらに、それらはATPの減少容量を移すことができます.

参考文献

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