Articles / 12月 7, 2021

Glycolysis

概要

それは様々な酵素と補因子の活性を必要とする複雑なプロセスである
解糖は二つの部分から構成されています。最初の部分は、グルコースを2つの炭素数3の糖に分離するためのエネルギーを提供するためにATPが投資される必要があります。
解糖の後半は、水素原子からATPと電子を生成してNAD+に付着させ、NADHを生成します。
エネルギー投資段階では2つのATP分子が投資され、エネルギー回収段階では4つのATP分子が生成されるのです。

What is Glycolysis?

Glycolysis は細胞呼吸の最初のステップです。これは、炭水化物をより小さな分子に分解する一連の反応を表しています。大まかには、解糖によりグルコース1分子が分解され、ピルビン酸2分子が生成され、ATP2分子が放出される。解糖は大昔に進化したもので、大多数の生物に利用されている。

解糖のステージ

解糖は細胞質で行われる。これは複雑なプロセスであり、様々な酵素と補因子を必要とする10の段階がある。解糖はエネルギー投入期とエネルギー回収期の2つに分けられる。

エネルギー投入期

エネルギー投入期では、グルコースは2つのリン酸基を付加され、フルクトース1，6-ビスリン酸という修飾糖を形成している。この分子は不安定であり、半分に分割して2つの炭素数3の糖を形成することができる。このとき、2分子のATP

エネルギー回収期

エネルギー回収期では、炭素数3の糖は、一連の酵素を介した反応により、炭素数3のピルビン酸に変換される。この過程で、ATP2分子とNADH1分子が作られる。しかし、変換されるピルビン酸分子が2つあるため、4つのATPと2つのNADHが作られる。

Glycolysis in more detail

グルコースはまずヘキソキナーゼという酵素でグルコース6-リン酸にリン酸化される。これにはATP1分子の投入が必要である。次にグルコース-6-リン酸はホスホグルコースイソメラーゼと呼ばれる酵素によってフルクトース-6-リン酸に変換される。次に、もう一つのATP依存的な相互作用が起こる。酵素ホスホフルクトキナーゼがフルクトース-6-リン酸をフルクトース-1,6-ビスリン酸に変換するのである。この炭素数6の糖は、現在2つのリン酸基を持つ。

この分子は、次にアルドラーゼ酵素によって炭素数3の2つの分子に分解される。この3つの炭素分子は、グリセラルデヒド-3-リン酸とジヒドロキシアセトンリン酸（DHAP）である。グリセルアルデヒド-3-リン酸だけが次の反応に進むことができるが、DHAPはトリオースリン酸イソメラーゼという酵素でグリセルアルデヒド-3-リン酸に変換することができる。グリセラルデヒド-3-リン酸は次にグリセルアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼを用いて1,3-ビスホスホグリセレートに変換され、これも1つのNADHを生成する。

今度はペイオフ段階において、ホスホグリセレートキナーゼが1,3-ビスホスホグリセレートを脱リン酸化して3-リン酸を生成できるようになる。これは1回の反応につき1ATPを生成し、出発分子が2個なので2ATPが生成される。次にホスホグリセロムターゼが3-ホスホグリセレートを2-ホスホグリセレートに変換し、次にエノラーゼという酵素がこれをホスホエノールピルビン酸に変換する。最後にピルビン酸キナーゼがホスホエノールピルビン酸を脱リン酸化し、1分子あたり別のATPを生成する（つまり2ATP）

解糖の終わりには、ピルビン酸2分子、ATP2分子、NADH2分子の純増加がある。酸素があれば、ピルビン酸はミトコンドリアに入り、細胞呼吸の過程で二酸化炭素に酸化され、高エネルギー電子と多数のATP分子が放出される。 897>

References and further reading

https://www.slideshare.net/prabeshrajjk/lecture-13-40727535 Simple glycolysis diagram

https://microbiologyinfo.com/glycolysis-10-steps-explained-steps-by-steps-with-diagram/ detail glycolysis diagram

Campbell, Neil A., and Jane B. Reece. 生物学（第8版）. サンフランシスコベンジャミン・カミングス、2007.

https://www.nature.com/scitable/content/glycolysis-14897204

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