好気呼吸と嫌気呼吸の違い

ミトコンドリアありとなしの生物で共通なこと

解糖系とは合計( )個の連続した反応。大きく分けると( )段階と( )段階に分かれる。

解糖系まとめ式

解糖系とはC( )の①が酸化されてC( )の②になる。①の酸化が起きることで( )が還元されて( )になる。また、エネルギーを持った①がエネルギーを放出して②になることで、放出されたエネルギーを( )にくっつけて( )ができる。

1分子のグルコースが2分子のピルビン酸へ変換されるに伴って( )分子の( )が( )の( )へ変換され、( )分子の( )から( )分子の( )ができる

解糖系は生物によって限られる？ また、どこで行われる？

電子の運び屋物質 その酸化型と還元型

解糖系のヘキソース段階について。 ヘキソース段階とは( )がまず細胞の中に入ると( )という酵素によってC6位がリン酸化され、( )に。その後フルクトース-6-リン酸になりさらにリンが一個ついた後、ここでC3のジヒドロキシアセトンリン酸とC3のグリセルアルデヒド3-リン酸になる。C6の反応が続くのでヘキソース段階という

何段階

解糖系には3つの不可逆反応がある。1つめがグルコースをグルコース-6-リン酸にする( )という酵素が不可逆反応。二つの目がフルクトース-6-リン酸を1位にリン酸基をつけてフルクトース-1,6-ビスリン酸(ビス🟰2より1位と6位にリン酸基)にする( )という酵素。3つ目は超高エネルギー物質であるホスホエノールピルビン酸をピルビン酸にするピルビン酸キナーゼという酵素。

解糖系には3つの不可逆反応がある。1つめがグルコースをグルコース-6-リン酸にするヘキソキナーゼという酵素が不可逆反応。二つの目がフルクトース-6-リン酸を1位にリン酸基をつけてフルクトース-1,6-ビスリン酸(ビス🟰2より1位と6位にリン酸基)にするホスホフルクトキナーゼという酵素。3つ目は超高エネルギー物質であるホスホエノールピルビン酸をピルビン酸にするピルビン酸キナーゼという酵素。 その不可逆反応だが、ホスホフルクトキナーゼとピルビン酸キナーゼという酵素はATPによって活性が制御されている。不可逆反応もう一つのヘキソキナーゼはグルコース6リン酸により活性が制御される

P10 グルコース6位OHにリン酸基がつく。ヘキソキナーゼによって。なぜリン酸をつけるかというとリン酸化されるこもにより細胞膜を通過しにくくなる。そうすることでグルコースを外に出さないようにする。グルコース6リン酸がフルクトース6リン酸になってこの1位のOHにリン酸基がついてフルクトース1,6ビスリン酸になる。ここまでがヘキソース段階。その後酵素アルドラーゼによって6単糖が3単糖のグリセルアルデヒド3リン酸2分子(ジヒドロキシアセトンリン酸はいったりきたりできる)になる。最終的にトリオース段階を経て2分子ピルビン酸ができる。グルコースから最終的に2分子ピルビン酸になるまでにATPが2分子できる。P10でATP1分子使われてP11でATP1分子使われる。P12で⑦で1こ⑩で1個作られる。グリセルアルデヒド3リン酸は2分子作られるから⑦と⑩はグルコース1分子で考えるとそれぞれ2分子できるから合計4個できる4-2で解糖系でATPは2個できる。

P13ATPの作られ方は2つあって基質レベルのリン酸化と酸化的リン酸化。解糖系でのATPの作られ方は基質レベルのリン酸化。高エネルギー物質から出たエネルギーをADPにくっつけてATPにしているため。酸化的リン酸化は電子伝達系で。

P14グルコース6リン酸がヘキソキナーゼという酵素を阻害する。グルコース6リン酸が多いとグルコースをグルコース6リン酸にする必要ないから阻害する。フルクトース6リン酸をフルクトース1,6ビン酸にするフルクトースホスホフルクトキナーゼとホスホエノールピルビン酸をピルビン酸にするピルビン酸キナーゼはATPによって活性を阻害。つまり細胞の中にATPがたくさんできると解糖系動かさなくていいからこの二つの酵素を阻害。こうやって第三の物質によって活性が制御される、ヘキソキナーゼやホスホフルクトキナーゼやピルビン酸キナーゼのような酵素をアロステリック酵素という P15 A→B→C→Dとなって最終産物のDが酵素①の基質Aが入るところとは違う場所に入ることで酵素①の活性を制御している。ヘキソキナーゼにはグルコース6リン酸が入るところある。ホスホフルクトキナーゼやピルビン酸キナーゼはATP入るところある。この阻害をフィードバック阻害という

P16グルコースがピルビン酸になる。これが解糖系。ピルビン酸がその後どういう運命に？グルコースが最終的に二酸化炭素と水になる。その段階でポイントとなる物質が何個かある。ポイントとなる物質は色んな代謝系に分かれていく運命の分かれ道。ピルビン酸がその一つ。①ピルビン酸ができてクエン酸回路に入る前にミトコンドリアでアセチルCoAになる。ピルビン酸に炭素つまり二酸化炭素がついてオキサロ酢酸になる。②オキサロ酢酸になると解糖系を逆に進んでグルコースになる。③ピルビン酸がアセトアルデヒドになってエタノールになる。④ピルビン酸が乳酸になる。⑤ピルビン酸がアラニンになる。

P17①と②の話 ①ピルビン酸がミトコンドリアに入ってアセチルCoAになる。ピルビン酸のカルボン酸のところに補酵素Aがつく。補酵素Aのアセチル化体。アセチルCoAがクエン酸回路に入るとグルコース由来Cが二酸化炭素になる。 ②ピルビン酸がオキサロ酢酸になって解糖系を逆にすすむつまり糖新生でグルコースになる。

P18③と④はエタノールや乳酸になるもの グルコースが酸化されてピルビン酸になるがその時に何かしらの物質が還元される。NAD➕が還元されてNADHになる。解糖系が進むとNADHがどんどん蓄積。だかはNADHを酸化してNAD➕に戻さないと、どこかで解糖系がとまる。じゃあどうやってNADHをNAD➕に戻すかというと、実はミトコンドリアを持ってる生物は電子伝達系でNADHを酸化してNAD➕にする。しかしミトコンドリアなしの生物は、ピルビン酸を還元して乳酸もしくはピルビン酸を還元してエタノールにする時にNADHを NAD➕にしている。これが乳酸生成もしくはアルコール発酵と言っている。

P19グルコースが解糖系で2分子ピルビン酸になる時に2分子のATPができると同時に2分子のNADHができる。この2分子NADHを酸化してNAD➕にしたい。ピルビン酸を乳酸に還元する時にNADHを酸化してNAD➕に。そのNAD➕はまた解糖系でNADHになり、解糖系でできたピルビン酸を乳酸に還元する時にNADHがNAD➕になる。こうやってうまく回ることでグルコースから乳酸ができている。乳酸ができる時にATPを作っている。 エタノール生成の時は2分子のピルビン酸がアセトアルデヒドという物質を介してエタノールができる。ここも同じでNAD➕が還元されてNADHになって酸化されてNAD➕になるを繰り返す。乳酸を作る乳酸菌、酵母を作るエタノールこれらはミトコンドリアを持ってないから解凍系を回すことでATPを作る。その時に副産物として乳酸やエタノールができる。

③生物種によってはピルビン酸はエタノールに還元されて細胞外に排出する ④ピルビン酸は乳酸になる。乳酸を他の経路に入れるためにピルビン酸に戻す細胞がある。乳酸菌だけでなく人の体でもピルビン酸が乳酸になる。激しく運動をした時。→21 ⑤全ての生物種でピルビン酸はアラニンに変換しうる→22

④ピルビン酸は乳酸になる。乳酸を他の経路に入れるためにピルビン酸に戻す細胞がある。乳酸菌だけでなく人の体でもピルビン酸が乳酸になる。激しく運動をした時。→21 P21筋肉で激しい運動をするとミトコンドリアにピルビン酸は行かずに、筋肉で解糖系で全て乳酸になる。人の体で筋肉に溜まった乳酸は血液循環で肝臓へ持っていく。肝臓でもう一回乳酸をピルビン酸に戻して肝臓でグルコースを作る。血液循環を介して筋肉や骨格筋で作られた乳酸を肝臓へ持っていき肝臓で乳酸からピルビン酸に戻す回路をコリ回路という

⑤全ての生物種でピルビン酸はアラニンに変換しうる→22 P22グルコースアラニン回路。筋肉で作られたピルビン酸をアラニンにしてからアラニンを肝臓へ持っていきピルビン酸に戻す。ピルビン酸とアラニンの構造を比べるとOにアミンがくっついた。このアミンはアミノ酸が分解されたアミンをピルビン酸に転移してアラニンになっている。激しい運動でなくても飢餓状態になると、最初に筋肉に含まれるタンパク質をアミノ酸に分解してそのアミノ酸をピルビン酸にくっつけてアラニンにして肝臓でグルコースを作る。

P23デンフンやグリコーゲンをグルコースやマルトースにする酵素アミラーゼ。マルトース(麦芽糖)をグルコース2分子に分解する酵素マルターゼ。ラクトース(乳糖)をガラクトースとグルコースに分解する酵素ラクターゼ。スクロース(ショ糖)をグルコースとフルクトースに分解する酵素スクラーゼ。こうやって食べ物を単糖に。人の体は単糖でないと吸収できない。 P24グルコースやガラクトースはSGLT1を使って取り込まれる。フルクトースやソルビトールはGLUT5で取り込む。グルコースの場合は解糖系でピルビン酸になる。ガラクトースやフルクトースはどうなるの？

P25ガラクトースやフルクトースも解糖系に入ってくる。ラクトースはラクターゼによってグルコースとガラクトースになる。ガラクトースはSGLT1を使って体に入ると細胞の中でガラクトキナーゼやガラクトース1リン酸ウリジルトランスフェラーゼによってグルコース1リン酸になってグルコース6リン酸になる。その後解糖系で進んでいく。ガラクトース1分子からグルコースと同じように2分子ATPができる同じだけのNADHができる。フルクトースの場合、C3グリセルアルデヒド3リン酸から解糖系に入る。 P26フルクトースは①と②でATP使う。1分子フルクトースから2分子グリセルアルデヒド3リン酸ができる。グルコースからの解糖系はグリセルアルデヒド3リン酸になるまでにP25で△1△2で合計2分子ATP使う。フルクトースはP26で①②で合計2分子ATP使う。グリセルアルデヒド3リン酸からは同じ道なので結局グルコースとフルクトースで同じ数のATP使う。

P27ガラクトース血症 ガラクトースが酵素ガラクトキナーゼによってATPを使ってガラクトース1リン酸になる。ガラクトース1リン酸がグルコース1リン酸になりグルコース6リン酸になって解糖系に入る。ガラクトース1リン酸からグルコース1リン酸になる時の酵素ガラクトース1リン酸ウリジリルトランスフェラーゼが欠損していると、ガラクトース1リン酸が蓄積していきそれが原因で肝臓や色んな臓器の機能に悪影響を及ぼす疾患。乳児に多い。母乳はラクトース。乳児は離乳食になるまでに母乳に依存する。母乳はラクターゼでグルコースとガラクトースに分解。グルコースはそのまま解糖系に入るがガラクトースは解糖系に入るためにP27でグルコース6リン酸になるまでの反応がある。酵素が欠損しているとガラクトース1リン酸が蓄積。