ATP | 人間の細胞呼吸

ATP

アデノシン三リン酸(ATP)は、人体のエネルギー担体です。 細胞呼吸から生じるすべてのエネルギーは、最初はATPの形で一時的に蓄えられます。 体はATP分子の形で利用できる場合にのみこのエネルギーを使用できます。ATP分子のエネルギーが消費されると、ATPはアデノシン二リン酸(ADP)に変換され、分子のXNUMXつのリン酸基が分離されます。そしてエネルギーが放出されます。 細胞呼吸またはエネルギー生成は、体が再びそれを使用できるように、いわゆるADPからATPを継続的に再生するという目的を果たします。

反応式

脂肪酸は長さが異なり、アミノ酸も非常に異なる構造を持っているため、これらXNUMXつのグループの単純な方程式を作成して、細胞呼吸におけるエネルギー収量を正確に特徴付けることはできません。 これは、すべての構造変化により、クエン酸回路のどのステップにアミノ酸が組み込まれるかを決定できるためです。 いわゆるベータ酸化における脂肪酸の分解は、それらの長さに依存します。

脂肪酸が長ければ長いほど、それらからより多くのエネルギーを得ることができます。 これは飽和脂肪酸と不飽和脂肪酸の間でさらに異なり、不飽和脂肪酸が同じ量である場合、供給されるエネルギーは最小限に抑えられます。 すでに述べた理由により、ブドウ糖を解体するための方程式を最もよく説明することができます。 このプロセスでは、6つのグルコース分子(C12H6O6)と2つの酸素分子(O6)が組み合わされて、2つの二酸化炭素分子(CO6)と2つの水分子(HXNUMXO)が形成されます。

  • C6H12O6 + 6O2は6CO2 + 6H2Oになります

解糖とは何?

解糖は、グルコース、すなわちデキストロースの分裂を指します。 この代謝経路は、人間の細胞だけでなく、他の細胞、たとえば発酵中の酵母でも起こります。 細胞が解糖を行う場所は細胞血漿です。

ここでは、 酵素 解糖の反応を加速し、ATPを直接合成し、クエン酸回路の基質を提供するものが存在します。 このプロセスは、ATPのXNUMXつの分子とNADH + H +のXNUMXつの分子の形でエネルギーを生成します。 解糖系は、ミトコンドリアにあるクエン酸回路と呼吸鎖とともに、単純な糖グルコースから普遍的なエネルギー担体ATPへの分解経路を表しています。

解糖は、すべての動物および植物細胞の細胞質ゾルで起こります。 解糖の最終産物は ピルビン酸塩、その後、中間ステップを介してクエン酸回路に導入することができます。 解糖系では、グルコース分子あたり合計2つのATPが反応を実行するために使用されます。

ただし、4つのATPが得られるため、2つのATP分子の正味のゲインが効果的に利用できます。 解糖は、6個の炭素原子を持つ糖がXNUMXつの分子になるまでXNUMXの反応ステップを取ります。 ピルビン酸塩、それぞれがXNUMXつの炭素原子で構成されています。 最初のXNUMXつの反応ステップで、砂糖はに変換されます 果糖1,6つのリン酸塩と転位の助けを借りた-XNUMX-ビスリン酸塩。

この活性化された糖は、それぞれ2つの炭素原子を持つXNUMXつの分子に分割されます。 さらなる転位とXNUMXつのリン酸基の除去により、最終的にXNUMXつのピルビン酸が生成されます。 酸素(OXNUMX)が利用可能になった場合、 ピルビン酸塩 さらにアセチルCoAに代謝され、クエン酸回路に導入されます。

全体として、2分子のATPと2分子のNADH + H +による解糖は、エネルギー収量が比較的低くなります。 しかし、それは糖のさらなる分解の基礎を提供し、したがって細胞呼吸におけるATPの生成に不可欠です。 この時点で、好気性解糖系と嫌気性解糖系を分離することが有用です。

好気性解糖は、上記のピルビン酸をもたらし、それをエネルギー生産に使用することができます。 しかし、酸素欠乏の条件下で起こる嫌気性解糖は、クエン酸回路が酸素を必要とするため、ピルビン酸はもはや使用できません。 解糖の過程で、中間貯蔵分子NADHが形成されます。これは、それ自体がエネルギーに富んでおり、 好気性条件下でのサイクル。

ただし、解糖を維持するには、開始分子NAD +が必要です。 したがって、体はここで「酸っぱいリンゴ」に「噛み付き」、このエネルギー豊富な分子を元の形に戻します。 ピルビン酸は反応を実行するために使用されます。 その過程で、ピルビン酸はいわゆる 乳酸 または乳酸とも呼ばれます。