クエン酸回路とは( )内で行われる( )段階からなる環状の代謝経路。 グルコースが( )になってそれが( )に入って( )になり、オキサロ酢酸と縮合クエン酸回路に入る

ミトコンドリアに入ったピルビン酸がアセチルCoAになりクエン酸回路に入ると

グルコースがピルビン酸となってそのピルビン酸がミトコンドリア内に入るが、入れるの？ ミトコンドリア内に入ったピルビン酸はアセチルCoAになる

ピルビン酸

アセチルCoA

ピルビン酸の酸化的脱炭酸反応 またその酵素は

グルコースC6が解糖系で( )分子のC3( )になる。それがミトコンドリアに入ってC2( )になる。つまりここでグルコース由来Cの( )が( )分子抜ける。

ピルビン酸がアセチルCoAになる反応 その酵素は この反応特徴3つ

ピルビン酸デヒドロゲナーゼになる酸化的脱炭酸反応による反応は5つの反応から成り立つ ピルビン酸のアセチル基が補酵素AにくっついてアセチルCoAになるまでにいくつか反応がある まず、ピルビン酸のアセチル基が( )に渡されるこの際にC一つ減ってCO2が出てくる。TPPとはチアミンピロリン酸。つまりビタミンB1のリン酸化体。TPPにアセチル基がついてアセチル化TPPになって、酵素ジヒドロリポアミドアセチルトランスフェラーぜにアセチル基が渡されて、( )に渡されてアセチルCoAができる。(4)の反応はSH基が酸化されてSS基になりSS基が再び開いてアセチル基もらえるように。この際にNAD➕が還元されてNADHできる

P8不可逆反応は何かしらの物質で酵素活性が調節されている。ピルビン酸デヒドロゲナーゼはNAD➕や補酵素Aがたくさんあると反応( )。逆にNADHやアセチルCoAがいっぱいできると( )される

P9 E1はリン酸化されると不活性型になるという性質をもつだから、上のリン酸化する酵素と下の脱リン酸化する酵素がそれぞれある。リン酸化する酵素は( )などによって抑制される。また、( )などによって促進されるからリン酸化されるから不活性型になる。

乳酸アシドーシスの緩和剤として使われるもの 乳酸アシドーシスとは

P11ジクロロ酢酸は乳酸アシドーシスの緩和剤として使われる。さっき出てきたピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体E1。リン酸化体赤の不活性型になるのを阻害するのに使われる。ピルビン酸は酸化的脱炭酸反応で通常( )となる。しかし、酸素が不足していると、ピルビン酸が( )になる。乳酸がたまると体のPHが酸性に傾く。この状態を( )という。乳酸がたまるのはまずいから、P11の下反応である酸化的脱炭酸が活発になって欲しい。つまりピルビン酸をアセチルCoAにしたいつまり酵素ピルビン酸デヒドロゲナーゼを活性化させたい。つまり不活性型になるのを防いで活性型にしたい。ということでジクロロ酢酸が使われる。

ビタミンB1つまりチアミン。ピルビン酸デヒドロゲナーゼが働く時はTPPが必要。TPPはチアミンのOHにリン酸が2つついたもの。

ピルビン酸の酸化的脱炭酸反応に必要なビタミン

P12ピルビン酸が( )になるのが⓪。ピルビン酸がアセチルCoAになる時、グルコース由来Cはピルビン酸が3つCで( )として一つCが出て、アセチルCoAは2個Cなる。その後、アセチルCoAはどうやってクエン酸回路に入るのかというと、最初にC4オギザロ酢酸とアセチルCoAが縮合してクエン酸になる。クエン酸のレジュメあかじはグルコース由来のC。アセチルCoAのアセチル基だけがオキサロ酢酸と縮合する。すると補酵素Aが抜けていく。抜けた補酵素Aは再びピルビン酸からアセチル基を受け取ってアセチルCoAとなって、アセチル基だけをオキサロ酢酸と縮合させてクエン酸になるを繰り返す。クエン酸がイソクエン酸になってケトグルタル酸になる。ここで再びグルコース由来のCが一つCO2として抜ける。この反応も酸化的脱炭酸反応。その際酸化反応なのでNAD➕が還元されてNADHになる。その後ケトグルタル酸がスクシニルCoAになる。この時もグルコース由来CがCO2として抜けるから酸化的脱炭酸反応。ここもNADH還元反応でできる。スクシニルCOAがコハク酸になる。ここでATPが作られる。コハク酸がフマル酸になる時にこれは酸化反応なのでFADが還元されてFADH2に。リンゴ酢がオキサロ酢酸になるときも酸化反応なのでNADHが還元反応でできる。

クエン酸回路は全体として1分子アセチルCoAがクエン酸回路に入って一周すると何できる

FADはビタミンB2のリボフラビン由来物質

P14グルコース由来の炭素はクエン酸回路で全て二酸化炭素になる。まずピルビン酸がアセチルCoAになる時に1つ(つまり2つ)でる。残り4つ。それは全てクエン酸回路で二酸化炭素になるが、レジュメのグルコース由来炭素🟢。①はC4オキサロ酢酸と縮合してクエン酸になる。クエン酸から放出される二酸化炭素はグルコース由来Cではない。次も、グルコース由来炭素でない。しかし、コハク酸になった時、対象面になるから、2巡目以降でグルコース由来Cは出ていく(ふーんでいい)

P15解糖系で一分子グルコースから2分子のATPとNADH2分子できる。解糖系でピルビン酸になってピルビン酸がアセチルCoAに酸化的脱炭酸反応して1分子NADH出来るが、1分子グルコースで考えると2分子ピルビン酸から2分子アセチルCoAができて2分子NADHできる。その後クエン酸回路に入る。1分子グルコースと考えて2分子GTP(ATP),6分子NADH,2分子FADH2ができる。 嫌気的代謝でATPどのくらいできるか。嫌気的代謝(グルコースがピルビン酸になったら乳酸かエタノールになる)ではミトコンドリアの中にピルビン酸は入っていかないから、酸化的脱炭酸反応とクエン酸回路おきないから、ATPはその二つで生じない。1分子グルコースから解糖系で2分子のみ。 好気的代謝(ミトコンドリアの中にピルビン酸入る)は、肝臓と骨格筋で話が変わる。 解糖系が進行するためにはNADHがたまるとNAD➕が足りないので、NADHを酸化する。電子伝達系でNADHが2.5分子ATPに、FADH2が1.5分子ATPに変換される。であるから、解糖系で生じた2分子NADH2分子はその後2×2.5🟰5分子ATPに変換。酸化的脱炭酸反応で生じた2分子NADHは2×2.5🟰5分子ATPに変換。クエン酸回路で生じた6分子NADHは6×2.5🟰15分子ATPに、2分子FADH2は2×1.5🟰3分子ATPに変換。肝臓や筋肉でNADHやFADH2がATPになるが、肝臓の時と筋肉の時の違いがある。それは、肝臓で 解糖系でできたNADHが5分子ATPになるが、骨格筋でできたNADHは3分子ATPになる。理由はP16

P16解糖系で生じたNADHは電子伝達系でATPになるが、電子伝達系はミトコンドリア内で行われる。解糖系は細胞質。NADHは電子伝達系で NAD➕になるが解糖系で生じたNADHをミトコンドリアの中に入れないと、NAD➕に変換されない。だから細胞質のNADHをミトコンドリアの中に入れたい。ミトコンドリアの膜は膜の透過性が悪くてNADHを通せない。だからリンゴ酸・アスパラギン酸シャトルという肝臓で行われる反応 NADHをそのままミトコンドリアに運ぶのではなくまずNADHが酸化されてNAD➕になる。プロトンがオキサロ酢酸からリンゴ酢に、受け渡されてリンゴ酢としてミトコンドリアに入って、再びオキサロ酢酸になる時にNADHができる。ミトコンドリアの中にNADHが入った。これがリンゴ酢アスパラギン酸シャトル P15より電子伝達系ではNADHは2.5分子ATPに、FADH2は1.5ぶんしATPに変換される⭐️。つまり肝臓では解糖系でできたNADHがそのままNADHに変換されるから2×2.5🟰5分子ATP

P16解糖系で生じたNADHは電子伝達系でATPになるが、電子伝達系はミトコンドリア内で行われる。解糖系は細胞質。NADHは電子伝達系で NAD➕になるが解糖系で生じたNADHをミトコンドリアの中に入れないと、NAD➕に変換されない。だから細胞質のNADHをミトコンドリアの中に入れたい。ミトコンドリアの膜は膜の透過性が悪くてNADHを通せない もう一つグリセロールリン酸シャトルが骨格筋や脳に備わるシャトル。つまり、細胞質のNADHをミトコンドリアの中に運ぶシステム。それが臓器によってリンゴ酢アスパラギン酸シャトルかグリセロールリン酸シャトルかで数字に違いが出た 骨格筋のグリセロールリン酸シャトルはまずNADHが細胞質でNAD➕になり、その時にグリセロール3リン酸という物質になって、グリセロール3リン酸がFADH2に変換される。つまりNADHがFADH2に変換された。P15より電子伝達系ではNADHは2.5分子ATPに、FADH2は1.5ぶんしATPに変換される⭐️。つまり肝臓では解糖系でできたNADHがそのままNADHに変換されるから2×2.5🟰5分子ATPだが、骨格筋では解糖系由来のNADHが FADH2に変換されるから2×1.5🟰3分子ATPになる。その後の酸化的脱炭酸反応やクエン酸回路はミトコンドリア内で行われるから⭐️に従う。 トータル、1分子グルコースから好気的代謝では32分子あるいは30分子ATPが作られる。

P19クエン酸回路はアミノ酸代謝、尿素回路、糖新生など多くの他の経路の仲立ちをする代謝の中間点になる。P20へ P20C3ピルビン酸がC2アセチルCoAになって二酸化炭素1つ出る。そのC2アセチル基がC4オキサロ酢酸と縮合してC6クエン酸になる。その後8個の連続した環状の反応つまりクエン酸回路を辿る。じつは、クエン酸がミトコンドリアの外に出ることができて、外に出ると、C6クエン酸のC2をアセチル基としてオキサロ酢酸として外に出す。残ったのはアセチルCOAとなる。細胞質のアセチルCOAはコレステロールになったり、脂肪酸が作られて中性脂肪になり細胞膜で使われる。これがクエン酸回路のクエン酸が脂質の生合成で使われる現象。その他にオキサロ酢酸や2,オキソグルタル酸がアスパラギン酸やグルタミン酸になりアミノ酸合成に使われるパターン。もしくは、C3ピルビン酸がC1つつけてオキサロ酢酸になった後、リンゴ酢になってミトコンドリアの外に出た後、オキサロ酢酸になり、解糖系を逆走してグルコースが作られるつまり糖新生のパターン。他に、スクシニルCOAがポルフィン・ヘム・ヘモグロビン生合成でヘモグロビンを作ったりできる。このように、クエン酸回路は大事な分岐点として働く(そーなんだでよい)