好気性解糖反応と解糖中間体の運命



の 好気性解糖 それは、高酸素濃度の条件下であっても、そしてエネルギー効率の低下にもかかわらず、「発酵」生成物の形成に向けて酸化的リン酸化によって処理されない過剰のグルコースの使用として定義される。.

それは一般に、グルコースおよび酸素の消費量が多い、高い増殖速度を有する組織に見られる。これの例は、癌腫瘍細胞、哺乳動物の血液のいくつかの寄生細胞、そして哺乳動物の脳のいくつかの領域の細胞でさえある。.

グルコースの異化作用によって抽出されたエネルギーは、さまざまな代謝経路の下流で使用されるATPおよびNADHの形で保存されます。.

好気的解糖の間、ピルビン酸はクレブス回路および電子伝達系に向けられるが、それはまた、乳酸の形成で終わるＡＴＰのさらなる生成なしにＮＡＤ ＋の再生のための発酵経路によっても処理される。.

好気性または嫌気性解糖は、グリコソームとして知られる特殊な解糖オルガネラを有するトリパノソーマなどの生物を除いて、主に細胞質ゾルで起こる。.

解糖は最も知られている代謝経路の一つです。それは骨格筋細胞の経路を研究したGustav EmbdenとOtto Meyerhofによって1930年代に完全に調合されました。しかし、1924年以来、好気性解糖はワールブルク効果として知られています。.

索引

  • 1反応
    • 1.1エネルギー投資段階
    • 1.2エネルギー回収段階
  • 2解糖中間体の行き先
  • 3参考文献

反応

グルコースの好気的異化は、酵素的に触媒作用を受ける10段階で起こる。多くの著者は、これらのステップはエネルギー投資の段階に分けられていると考えています。それは仲介者の自由エネルギーの含有量を増やすことを目的としています。.

エネルギー投資フェーズ

ヘキソキナーゼ（HK）触媒によるグルコースのグルコース6‐りん酸への1‐りん酸化この反応では、リン酸基供与体として作用する１分子のＡＴＰが各グルコース分子に対して反転する。それはグルコース6-リン酸（G6P）とADPを生成し、そして反応は不可逆的である.

その酵素は、その機能のために完全なＭｇ － ＡＴＰ ２ - の形成を必然的に必要とし、それがマグネシウムイオンに値する理由である。.

G6Pのフルクトース6-リン酸（F6P）への2-異性化。それはエネルギー消費を含まず、ホスホグルコースイソメラーゼ（ＰＧＩ）によって触媒される可逆反応である。.

ホスホフルクトキナーゼ-1（PFK-1）を触媒とするF6Pのフルクトース1,6-ビスリン酸への3-リン酸化。 ＡＴＰ分子がリン酸基供与体として使用され、そして反応の生成物はＦ１．６ − ＢＰおよびＡＤＰである。そのΔＧの値のおかげで、この反応は不可逆的である（反応１と全く同じ）。.

ケトースであるジヒドロキシアセトンホスフェート（DHAP）とアルドースであるグリセルアルデヒド3‐ホスフェート（GAP）中のF1.6 ‐ BPの4‐触媒分解アルドラーゼ酵素はこの可逆的アルドール縮合の原因である.

5-トリオースリン酸イソメラーゼ（TIM）はトリオースリン酸の相互変換の原因である：追加のエネルギー入力なしでDHAPとGAP.

エネルギー回収段階

１ − ＧＡＰは、グリセルアルデヒド３−リン酸デヒドロゲナーゼ（ＧＡＰＤＨ）によって酸化され、これはリン酸基のＧＡＰへの転移を触媒して１，３−ビホスホグリセリン酸を形成する。この反応では、グルコース1分子あたり2つのNAD +分子が還元され、2つの無機リン酸分子が使用されます。.

生成された各ＮＡＤＨは電子輸送鎖を通過し、６分子のＡＴＰが酸化的リン酸化によって合成される。.

２−ホスホグリセリン酸キナーゼ（ＰＧＫ）は、ホスホリル基を１，３−ビホスホグリセリン酸からＡＤＰに移し、２つのＡＴＰ分子と２つの３−ホスホグリセリン酸（３ＰＧ）を形成する。このプロセスは基質レベルでのリン酸化として知られています.

HKとPFKの反応で消費されたATPの2つの分子は、経路のこのステップでPGKに置き換えられます。.

３－ ３ＰＧは、ホスホグリセリン酸ムターゼ（ＰＧＭ）によって２ＰＧに変換され、これは、２段階で可逆的にグリセリン酸の炭素３と２の間のホスホリル基の置換を触媒する。マグネシウムイオンはまたこの酵素によって必要とされます.

エノラーゼによって触媒される４ − Ａ脱水反応は、エネルギー反転を必要としない反応において２ＰＧをホスホエノールピルビン酸（ＰＥＰ）に変換するが、後にリン酸基の移動のためにより大きなエネルギーポテンシャルを有する化合物を生成する。.

５－最後に、ピルビン酸キナーゼ（ＰＹＫ）は、ＰＥＰ中のホスホリル基のＡＤＰ分子への転移を触媒し、同時にピルビン酸も産生される。グルコース1分子あたり2分子のADPが使用され、2分子のATPが生成されます。 PYKはカリウムとマグネシウムのイオンを使用.

したがって、解糖の総エネルギー収率は、経路に入る各グルコース分子につき２分子のＡＴＰである。好気的条件では、グルコースの完全な分解は、30から32分子のATPを得ることを意味します。.

解糖中間体の行き先

解糖後、ピルビン酸は脱炭酸反応を受け、CO2を生成し、アセチル基をアセチルコエンザイムAに供給します。アセチル補酵素Aもクレブス回路でCO2に酸化されます。.

この酸化の間に放出された電子はミトコンドリアの呼吸鎖の反応を通して酸素に運ばれます、そしてそれは最終的にこのオルガネラでATPの合成を推進します.

好気的解糖の間、生成された過剰のピルビン酸は、乳酸を形成し、解糖で消費されたNAD +段階の一部を再生するが、新たなATP分子を形成することなく、酵素乳酸デヒドロゲナーゼによって処理される.

さらに、ピルビン酸は、例えば、アミノ酸アラニンの形成をもたらす同化プロセスにおいて使用され得るか、またはそれはまた、脂肪酸合成のための骨格として作用し得る。.

解糖の最終生成物であるピルビン酸のように、多くの反応中間体は細胞にとって重要な異化または同化経路において他の機能を果たす。.

これは、グルコース6-リン酸およびペントースリン酸経路の場合であり、そこでは核酸中に存在するリボソームの中間体が得られる。.

参考文献

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