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代謝経路の種類と主要経路
一 代謝経路 それは酵素によって触媒される一連の化学反応です。このプロセスでは、中間代謝物を介してX分子がY分子に変換されます。代謝経路は細胞環境で起こる.
細胞の外では、これらの反応は時間がかかり過ぎるかもしれませんし、起こらないかもしれません。それ故、各工程は酵素と呼ばれる触媒タンパク質の存在を必要とする。これらの分子の役割は、経路内の各反応の速度を数桁加速することです。.
生理学的には、代謝経路は互いに関連しています。つまり、細胞内で分離されていません。最も重要な経路の多くは共通の代謝産物を共有しています.
その結果、細胞内で起こるすべての化学反応のセットは代謝と呼ばれます。各細胞は、その内部の酵素の含有量によって定義される特定の代謝性能を示すことを特徴としており、それは次に遺伝的に決定される。.
索引
- 1代謝経路の一般的な特徴
- 1.1反応は酵素によって触媒される
- 1.2代謝はホルモンによって調節されている
- 1.3区画化
- 1.4代謝フラックスの調整
- 2種類の代謝経路
- 2.1異化経路
- 2.2同化ルート
- 2.3角閃石ルート
- 3主な代謝経路
- 3.1解糖または解糖
- 3.2糖新生
- 3.3グリオキシル酸サイクル
- 3.4クレブスサイクル
- 3.5電子輸送チェーン
- 3.6脂肪酸の合成
- 3.7脂肪酸のベータ酸化
- 3.8ヌクレオチド代謝
- 3.9発酵
- 4参考文献
代謝経路の一般的な特徴
細胞環境内では、多数の化学反応が起こります。これらの反応のセットは代謝であり、そしてこの過程の主な機能は通常の条件下でそしてまたストレスの条件下で生物の恒常性を維持することです.
したがって、これらの代謝産物の流れのバランスが取れていなければなりません。代謝経路の主な特徴には、以下のものがあります。
反応は酵素によって触媒される
代謝経路の主人公は酵素です。彼らは代謝状態に関する情報を統合し分析する責任があり、現時点での細胞の必要性に従ってそれらの活性を調節することができます。.
代謝はホルモンによって調節されている
代謝は、有機体の必要性と性能を考慮して、代謝反応を調整することができる一連のホルモンによって推進されます。.
区画化
代謝経路の区画化があります。すなわち、各経路は、特に細胞質、ミトコンドリアと呼ばれる特定の細胞内区画内で起こる。他のルートが複数のコンパートメントで同時に発生する可能性があります.
経路の区画化は、同化経路および異化経路の調節を助ける（下記参照）。.
代謝フロー協調
代謝の調整は、関与する酵素の活性の安定性によって達成される。同化経路およびそれらの異化対応物は完全に独立しているわけではないことを強調する必要がある。対照的に、彼らは調整されています.
代謝経路内に重要な酵素的ポイントがあります。これらの酵素の変換速度で、経路の全体の流れは調節されます.
代謝経路の種類
生化学では、3種類の主要な代謝経路が区別されています。この分割は、生物エネルギー学的基準に従って実施される：異化経路、同化経路、および角閃光経路。.
異化経路
異化経路は酸化的分解の反応を包含する。それらは、他の反応においてセルによって後で使用されるであろうエネルギーおよび還元力を得るために行われる。.
ほとんどの有機分子は有機体によって合成されません。対照的に、私たちは食物を通してそれを消費しなければなりません。異化反応では、これらの分子はそれらを構成する単量体に分解されます。.
同化ルート
同化経路は、小さくて単純な分子を取って、それらをより大きくより複雑な要素に変換する合成化学反応を含む。.
これらの反応が起こるためには、利用可能なエネルギーがなければなりません。このエネルギーはどこから来たのでしょうか。異化経路のうち、主にATPの形のもの.
このように、異化経路によって産生される代謝産物（これを世界的に「代謝産物プール」と呼ばれる）は、身体が現時点で必要とするより複雑な分子を合成するために同化経路において使用することができる.
この代謝産物プールの中には、ピルビン酸、アセチル補酵素A、グリセロールの3つの重要なプロセス分子があります。これらの代謝産物は、とりわけ脂質、炭水化物などのさまざまな生体分子の代謝を結び付ける原因となります。.
角閃石ルート
角閃石経路は、同化または異化経路として機能します。つまり、混在するルートです.
角閃石の最も有名な経路はクレブス回路です。この経路は炭水化物、脂質およびアミノ酸の分解において基本的な役割を果たす。しかしながら、それはまた合成経路のための前駆体の製造にも参加している.
例えば、クレブス回路代謝産物は、タンパク質を構築するために使用されるアミノ酸の半分の前駆体です。.
主な代謝経路
生物の一部であるすべての細胞で、一連の代謝経路が実行されます。これらのうちのいくつかはほとんどの生物によって共有されています.
これらの代謝経路は、生命にとって重要な代謝産物の合成、分解および変換を含む。この全過程は中間代謝として知られています.
細胞は、永久的な有機および無機化合物、さらには主にATP分子から得られる化学エネルギーを持つ必要があります。.
ATP（アデノシン三リン酸）は、すべての細胞の中で最も重要なエネルギー貯蔵形態です。そして代謝経路のエネルギー利得と投資は通常ATP分子によって表現されます。.
次に、大多数の生物に存在する最も重要な経路について説明します。.
解糖または解糖
解糖は、グルコースを２分子のピルビン酸に分解して正味増として２つのＡＴＰ分子を得ることを含む経路である。それは事実上すべての生物に存在しており、エネルギーを得るための迅速な方法と考えられています.
一般に、それは通常2つの段階に分けられます。第１は、２分子のＡＴＰを逆転させる、２分子のグリセルアルデヒド中のグルコース分子の通過を含む。第2段階では、高エネルギー化合物が生成され、最終生成物として4分子のATPと2分子のピルビン酸が得られます。.
経路は2つの異なる方法で続けることができます。酸素があると、分子は呼吸鎖で酸化を終えます。または、これがないと発酵が起こる.
糖新生
糖新生は、アミノ酸（ロイシンおよびリシンを除く）、乳酸塩、グリセロール、またはクレブス回路の中間体のいずれかから始まるグルコース合成の経路である.
グルコースは、脳、赤血球、筋肉などの特定の組織にとって不可欠な基質です。ブドウ糖の貢献はグリコーゲンの予備によって得ることができます.
しかし、これらが枯渇すると、体は組織、主に神経組織の要求を満たすためにグルコースの合成を始めなければなりません。.
この経路は主に肝臓で起こる。絶食の状況では、体がブドウ糖を摂取し続けることができるので、それは不可欠です.
経路の活性化の有無は、生物の摂食に関連しています。炭水化物中の高食餌を摂取する動物は、低い糖新生率を有するが、一方、低グルコース食は有意な糖新生活性を必要とする。.
グリオキシル酸サイクル
このサイクルは植物やある種のバクテリアに特有のものです。この経路は、２個の炭素のアセチル単位から４個の炭素の単位（コハク酸塩として知られる）への変換を達成する。後者の化合物はエネルギーを生み出すことができ、そしてグルコースの合成にも使用することができる。.
例えば、人間では、アセテートだけで生活するのは不可能です。我々の代謝では、アセチルコエンザイムAは、糖新生経路の前駆体であるピルビン酸に変換することができません。なぜなら、酵素ピルビン酸デヒドロゲナーゼの反応は不可逆的だからです。.
このサイクルの生化学的論理は、２つの脱カルボキシル化段階を除いて、クエン酸サイクルのそれと類似している。グリオキシソームと呼ばれる植物の非常に特異的なオルガネラに発生し、ヒマワリなどのいくつかの植物の種子に特に重要です。.
クレブスサイクル
それは蛋白質、脂肪および炭水化物を含む最も重要な分子の新陳代謝を統一するのでそれは有機物の新陳代謝の中心と考えられるルートの1つです.
それは細胞呼吸の成分であり、そしてアセチル補酵素Ａの分子 - クレブス回路の主な前駆体に蓄えられたエネルギーを解放することを目的としています。それは10の酵素的ステップから成り、そして私達が述べたように、サイクルは同化と異化経路の両方で働きます.
真核生物では、周期はミトコンドリアのマトリックスで起こる。真の細胞内区画がない原核生物では、周期は細胞質領域で行われる.
電子輸送チェーン
電子輸送鎖は、膜に固定された一連のコンベヤーによって形成されている。チェーンはATPの形でエネルギーを生み出すことを目的としています.
鎖は電子の流れのおかげで電気化学的勾配を作り出すことができます、エネルギーの合成のための重要なプロセス.
脂肪酸の合成
脂肪酸は細胞内で非常に重要な役割を果たす分子であり、それらは主にすべての生体膜の構造成分として発見されています。このため、脂肪酸の合成は不可欠です.
全合成過程は細胞のサイトゾルで起こる。プロセスの中心分子はマロニル補酵素Aと呼ばれます。それは形成において脂肪酸の炭素骨格を形成した原子を提供することに責任があります.
脂肪酸のベータ酸化
ベータ酸化は脂肪酸の分解プロセスです。これは４つの工程、すなわちＦＡＤによる酸化、水和、ＮＡＤ ＋による酸化およびチオリシスにより達成される。以前、脂肪酸は補酵素Aの統合によって活性化される必要があります.
言及された反応の生成物は、アセチル補酵素Ａの形態の２個の炭素によって形成された単位である。この分子はクレブス回路に入ることができる。.
この経路のエネルギー効率は脂肪酸鎖の長さに依存します。例えば、16個の炭素を有するパルミチン酸の場合、正味の収率は106分子のATPである。.
この経路は真核生物のミトコンドリアで起こる。ペルオキシソームと呼ばれるコンパートメントに別の代替ルートもあります.
脂肪酸の大部分は細胞質ゾルにあるので、それらは酸化される区画に輸送されなければなりません。輸送はカルチニタンに依存し、これらの分子がミトコンドリアに入るのを可能にする.
ヌクレオチドの代謝
ヌクレオチドの合成は細胞代謝において重要な出来事です、なぜならこれらは遺伝物質の一部を形成する分子、DNAとRNA、そしてATPやGTPのような重要なエネルギー分子の前駆体だからです。.
ヌクレオチド合成の前駆体は、異なるアミノ酸、リボース5リン酸、二酸化炭素およびNHを含む。3. 回収経路は、核酸の分解から放出される遊離塩基およびヌクレオシドのリサイクルに関与しています。.
プリン環の形成はリボース5リン酸から起こり、プリン核であることが起こり、そして最後にヌクレオチドが得られる。.
ピリミジン環はオロト酸として合成される。リボース5リン酸への結合に続いて、それはピリミジンヌクレオチドに変換される.
発酵
発酵は酸素とは無関係の代謝過程です。それらは異化型であり、そしてこの方法の最終生成物は依然として酸化能力を有する代謝産物である。さまざまな種類の発酵がありますが、私たちの体では乳酸発酵が起こります.
乳酸発酵は細胞質内で行われます。それは代謝エネルギーを得るためのグルコースの部分的分解からなる。乳酸が廃棄物として発生.
激しい嫌気性運動の後、筋肉は適切な濃度の酸素では見つからず、乳酸発酵が起こります。.
赤血球の場合のように、ミトコンドリアを欠いているので、体のいくつかの細胞は発酵を強いられます。.
業界では、発酵プロセスは、とりわけ、パン、アルコール飲料、ヨーグルトなど、人間が消費するための一連の製品を製造するために高頻度で使用されています。.
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