嫌気的解糖反応と発酵経路



の 嫌気性解糖 または嫌気性は、酸素の不在下でグルコースを分解するために多くの種類の細胞によって使用される異化経路である。すなわち、好気的解糖の場合のようにグルコースは二酸化炭素および水に完全には酸化されないが、発酵生成物は生成される。.

それは酸素の存在なしで起こるので嫌気的解糖と呼ばれ、それは他の場合には解糖生成物の処理から大量のエネルギーが生成されるミトコンドリアの輸送鎖における最終電子受容体として機能する。.

生物に応じて、嫌気性状態または酸素の欠如は、グルコースの異化によって生成されたピルビン酸から、乳酸（例えば、筋肉細胞）またはエタノール（酵母）の生産をもたらします.

その結果、好気的解糖中に得られる８モルの（解糖相のみ）と比較して、処理されるグルコース１モル当たり２モルのＡＴＰしか生成されないので、エネルギー効率は劇的に低下する。.

ＡＴＰ分子の数の違いは、好気的解糖で起こることとは反対に、追加のＡＴＰを生成しないＮＡＤＨの再酸化と関係があり、各ＮＡＤＨについて、３分子のＡＴＰが得られる。.

索引

  • 1反応
  • 2発酵ルート
    • 2.1乳酸の生産
    • 2.2エタノール生産
  • 3好気性発酵
  • 4解糖とがん
  • 5参考文献

反応

「嫌気性」という用語は解糖経路の後に起こること、すなわち生成物および反応中間体の運命についてより多くを指すので、嫌気性解糖は好気的解糖から全く離れていない。.

したがって、10種類の酵素が嫌気的解糖の反応に関与しています。

１－ヘキソキナーゼ（ＨＫ）：各グルコース分子につき１分子のＡＴＰを使用する。それはグルコース6リン酸（G6P）およびADPを作り出す。反応は不可逆的であり、マグネシウムイオンを保証する.

 ２−ホスホグルコースイソメラーゼ（ＰＧＩ）：Ｇ６Ｐをフルクトース６−リン酸（Ｆ６Ｐ）に異性化する。.

 ３−ホスホフルクトキナサ（ＰＦＫ）：各Ｆ６Ｐに対して１分子のＡＴＰを用いてＦ６Ｐをフルクトース１，６−ビスホスフェート（Ｆ１．６ − ＢＰ）にリン酸化する。この反応もまた不可逆的である。.

 ４−アルドラーゼ：Ｆ１．６ − ＢＰの分子を切断し、そしてグリセルアルデヒド３−ホスフェート（ＧＡＰ）およびジヒドロキシアセトンホスフェート（ＤＨＡＰ）を生成する。.

 5-トリオースリン酸イソメラーゼ（TIM）：DHAPとGAPの相互変換に参加.

 6-グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ（GAPDH）：2分子のNADを使用+ と2分子の無機リン酸（Pi）がGAPをリン酸化し、1,3-ビホスホグリセリン酸（1,3-BPG）と2 NADHを生成.

 ７－ホスホグリセリン酸キナーゼ（ＰＧＫ）：２分子のＡＤＰの基質レベルでのリン酸化により２分子のＡＴＰを生成する。それはリン酸基供与体として１，３ − ＢＰＧの各分子を使用する。 2分子の3-ホスホグリセレート（3PG）を製造.

 8-ホスホグリセレートムターゼ（PGM）：3PG分子を再配置して、より高いエネルギーを有する中間体、2PGを生じさせる。.

 9-エノラーゼ：2PGから最初の脱水によってホスホエノールピルビン酸（PEP）を生成する.

10-ピルビン酸キナーゼ（PYK）：ホスホエノールピルビン酸は、ピルビン酸を形成するためにこの酵素によって使用されます。反応は、ホスホエノールピルビン酸の２位にあるリン酸基のＡＤＰ分子への移動を含む。各グルコースにつき2個のピルビン酸と2個のATPが産生される.

発酵ルート

発酵は、エネルギーを得るために、グルコースや他の栄養素が酸素の不在下で分解されることを示すために使用される用語です。.

酸素の不在下では、電子輸送鎖は最終受容体を有さず、それ故、ＡＴＰの形で大量のエネルギーを生じる酸化的リン酸化は起こらない。 NADHはミトコンドリア経路ではなくATPを産生しない代替経路を通して再酸化される.

十分なNADがない+ GAPへのリン酸の移動にはこの補因子の同時減少が必要なため、解糖経路は停止する.

いくつかの細胞は嫌気性生物の期間を克服するための代替のメカニズムを持っており、そして一般的にこれらのメカニズムはある種の発酵を含む。それとは反対に、他の細胞はそれらの生存のために発酵過程にほぼ独占的に依存する.

多くの有機体の発酵経路の産物は、人間にとって経済的に関連があります。例としては、嫌気性菌におけるいくつかの酵母によるエタノールの生産、およびヨーグルトの生産に使用される乳酸菌による乳酸の形成があります。.

乳酸の生産

酸素の不在下での多くのタイプの細胞は、乳酸脱水素酵素複合体によって触媒される反応のおかげで乳酸を生産します。そして、それはピルビン酸の炭素とGAPDH反応で生産されるNADHを使います.

エタノール生産

ピルビン酸は、ピルビン酸デカルボキシラーゼによってアセトアルデヒドとCO2に変換されます。その後、アセトアルデヒドはアルコールデヒドロゲナーゼによって使用され、エタノールを生成してNAD分子を再生することによって還元されます。+ このように入る各ピルビン酸分子について.

好気性発酵

嫌気的解糖は、その主な特徴として、最終生成物がCOに対応しないという事実を有する2 好気性解糖の場合のように、水。代わりに、発酵反応の典型的な生成物が生成されます.

何人かの著者は、トリパノソーマ科のいくつかの寄生虫および多くの癌腫瘍細胞を含む特定の生物に対する「好気性発酵」または好気性グルコース解糖のプロセスを記載している。.

これらの生物では、酸素の存在下でも解糖経路の生成物が発酵経路の生成物に対応することが証明されているので、全てのエネルギーが抽出されるわけではないのでグルコースの「部分」酸化が起こると考えられる。その炭素の可能性.

グルコースの「好気性発酵」は、それが全か無かというプロセスではないので、呼吸活動の完全な欠如を意味しないが。しかしながら、文献はピルビン酸、乳酸、コハク酸、リンゴ酸および他の有機酸のような製品の排出を指摘している。.

解糖とがん

多くの癌細胞はグルコース取り込みと解糖系の流れの増加を示します.

癌患者の腫瘍は急速に成長するため、血管は低酸素状態にあります。したがって、これらの細胞のエネルギー補給は主に嫌気的解糖に依存します.

しかしながら、この現象は低酸素誘導性転写因子（HIF）によって助けられ、それは複雑なメカニズムを通して膜内の解糖酵素およびグルコース輸送体の発現を増加させる.

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