解糖系には、D-などの単糖の生体触媒的に制御された分解が含まれます。グルコース ヒトおよびほとんどすべての多細胞生物で。 の劣化と変換プロセス グルコース 〜へ ピルビン酸塩 XNUMX の連続したステップで発生し、好気性および嫌気性条件下で同様に発生する可能性があります。 解糖系はエネルギー生産に利用され、 ピルビン酸塩 特定の物質の生化学的合成のための最初の前駆体を提供します。 高次の内訳 炭水化物 (多糖類) も単糖に分解された後、解糖を行います。
解糖とは何？
解糖系は、単純な物質の分解のための中心的な代謝プロセスです。 シュガー D-グルコース 細胞質の液体部分である細胞質内の細胞内で発生します。 解糖は、単純な物質の分解のための中心的な代謝プロセスです。 シュガー D-グルコースは、細胞の形質の液体部分である細胞質ゾル内の細胞内で発生します。 分解プロセスは、酵素的に制御された 10 の連続した個々のステップで発生します。 合計の最終製品 グルコース分子あたりの解糖からは 2 ピルビン酸塩 、2 ATP ヌクレオチドおよび 2 NADH ヌクレオチド。 10 の個々のステップは、ステップ 1 からステップ 5 までの準備段階と、ステップ 6 から 10 までの償却段階の 2 つの段階に分けることができます。 2 ATP。 償却フェーズのみがエネルギー的に正であり、2 つの ATP ヌクレオチドと 2 つの NADH ヌクレオチドの形で正味のエネルギーが増加します。 解糖の最初の XNUMX つのステップのそれぞれで、XNUMX リン酸塩 グループは、2 つの ATP ヌクレオチド (アデノシン 三リン酸)、それによって ADP ヌクレオチド (アデノシン二リン酸) に変換されます。 ピルビン酸の形成までの解糖は、有酸素 (好気性) または無酸素 (嫌気性) 条件が優勢であるかどうかとは無関係ですが、ピルビン酸のさらなる代謝は、 酸素 利用できるかどうかです。 ただし、厳密に言えば、さらなる分解と変換のプロセスはもはや解糖の一部ではありません。
機能とタスク
解糖系は、細胞内で発生する最も重要で一般的な中心代謝プロセスの XNUMX つです。 解糖の仕事と機能は、単純な物質のエネルギー的で物質的な代謝です。 シュガー D-グルコース。 このプロセスにおけるエネルギーキャリアとエネルギー供給者はATPであり、これは過程で得られます エネルギー代謝 エネルギーを供給し、 リン酸塩 ADP ヌクレオチドにグループ化します。 ATP経由の経路には、エネルギーが短時間蓄積され、熱放散によって失われないという利点があります。 さらに、ATP は、その時点でエネルギーが必要な場所に短距離で輸送できます。 エネルギー陽性解糖は、さらに細胞にピルビン酸を提供します。 それは、クエン酸回路および次の「消費」下での呼吸鎖に導入できます。 酸素 の有酸素条件下で ミトコンドリア さらにエネルギーを生成するための細胞の生成、または必要な物質の合成の出発物質として使用できます。 クエン酸回路では、CO2 (カーボン 二酸化物) と H2O (水) が主な分解生成物として生成されます。 酸化プロセス中に放出されたエネルギーは、呼吸鎖で使用されて ADP を ATP にリン酸化し、短時間保存されます。 ブドウ糖の完全な分解 水 & カーボン を加えた二酸化物 酸素 はよりエネルギー的に生産的ですが、有酸素条件下、つまり分子状酸素が十分な量で利用できる条件下でのみ発生するという欠点があります。 骨格筋が高いレベルで機能する必要がある場合、筋肉細胞への酸素供給は遅すぎるため、解糖から必要なエネルギーを引き出す必要があります。 解糖のもう XNUMX つの利点は、その処理速度が速いことです。これは、クエン酸回路内の変換率の何倍にもなります。
病気と病気
解糖系は、進化の歴史の中で最も古く、最も安定した生物の代謝プロセスの 3.5 つを体現しています。 すべての生物は解糖が可能であり、それをエネルギー生産に使用するため、解糖は基本的な代謝プロセスの XNUMX つとして XNUMX 億年前、多細胞生物の発生よりもずっと前に進化した可能性があります。解糖の障害と明らかに因果関係がある既知の障害または疾患。 主に解糖の過程における障害 つながる 深刻な影響に赤 血 セル（赤血球)。 含まれていないため ミトコンドリア、それらは解糖によるエネルギー供給に依存しています。 エネルギー供給が妨害されると、溶血が起こります。 赤血球 溶解し、 ヘモグロビン 血清に直接入ります。 通常、酵素ピルビン酸キナーゼが欠乏しているため、解糖プロセスが中断されます。 同様の症状を引き起こす別の原因は、 赤血球 必要な酵素 KKR (ピルビン酸キナーゼのアイソザイム) が不足している場合は、それ自体が発生します。 垂井病（たるい病）は、解糖系に直接障害をきたす数少ない疾患のひとつです。 グリコーゲン貯蔵疾患です。 過剰なブドウ糖 血 血清は、体内で一時的に高分子糖 (グリコーゲン) に変換され、その後、解糖によって代謝 (代謝) される必要があるときにグルコースに変換されます。 垂井病の場合、遺伝性の遺伝的欠陥により、グルコースをリン酸化してブドウ糖に変換する酵素であるホスホフルクトキナーゼが欠乏しています。 果糖-1,6-二リン酸 (解糖の第 3 段階)。 酵素が欠乏すると解糖が阻害され、骨格筋に適切にエネルギーが供給されなくなります。 痛みを伴う筋肉のけいれんと溶血 貧血、赤い膜の溶解 血 細胞、発生します。
