主な違い 好気性解糖と嫌気性解糖の違いは、酸素の存在下で好気性解糖が発生するのに対し、酸素の非存在下で嫌気性解糖が発生することです。 さらに、好気的解糖は、クレブス回路と酸化的リン酸化を介して進行する非常に効率的な ATP 産生経路につながりますが、嫌気的解糖は、エタノール発酵または乳酸発酵のいずれかを介して進行する効率の低い ATP 産生経路につながります。
簡単に言うと、好気性解糖と嫌気性解糖は、完全に異なるタイプの細胞呼吸経路につながる 2 つの初期経路です。ただし、どちらのタイプの解糖もグルコースから始まり、2 つのピルビン酸分子で終了します。また、解糖の種類ごとに2つのATP分子と2つのNADH分子が生成されます。
対象となる主な分野
1. 解糖とは
– 定義、プロセス、重要性
2. 好気性解糖とは
– 定義、重要性
3. 嫌気性解糖とは
– 定義、重要性
4. 好気性解糖と嫌気性解糖の類似点
– 共通機能の概要
5. 好気性解糖と嫌気性解糖の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
主な用語
好気性解糖、好気呼吸、嫌気性解糖、嫌気性呼吸、解糖
解糖とは
解糖は、すべての生物における細胞呼吸の最初のステップです。一般に、生物の間で起こる細胞呼吸には2つのタイプがあります。それらは好気性呼吸と嫌気性呼吸です。解糖は両方のタイプの呼吸で起こります。これはサイトゾルで発生し、グルコースを 2 つのピルビン酸分子に分解する役割を果たします。最初に、酵素ヘキソキナーゼによってリン酸基がグルコース分子に付加され、グルコース 6-リン酸が生成されます。次に、グルコース-6-リン酸が異性化され、フルクトース-6-リン酸が形成されます。その後、フルクトース 6-リン酸はフルクトース 1,6-ビスリン酸に変換され、さらに酵素アルドースの作用によりジヒドロキシアセトンとグリセルアルデヒドに分解されます。
図 1:解糖
さらに、ジヒドロキシアセトンとグリセルアルデヒドの両方が、ジヒドロキシアセトンリン酸とグリセルアルデヒド 3-リン酸に容易に変換され、1, 3-ビスホスホグリセリン酸に酸化されます。ここで、除去したリン酸基がNAD+に取り込まれ、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼの作用によりNADHが生成されます。また、1, 3-ビスホスホグリセレートの 1 つのリン酸基が ADP に転移して ATP が生成されます。次に、これにより 3-ホスホグリセレート分子が生成され、そのリン酸基は同じ分子の 2 番目の炭素位置に移動して 2-ホスホグリセレート分子を形成します。これに加えて、2-ホスホグリセレートから水分子を除去すると、ホスホエノールピルビン酸 (PEP) が生成されます。最後に、PEP のリン酸基の ADP 分子への転移により、ピルビン酸分子が生成されます。最も重要なことは、解糖の全体的な反応によって、2 つのピルビン酸分子、2 つの NADH 分子、2 つの ATP 分子、および 2 つの水分子が生成されることです。
好気性解糖とは
好気性解糖は、酸素の存在下で起こる解糖の一種です。したがって、酸素の存在下で行われる細胞呼吸の一種である好気呼吸につながります。好気呼吸の 2 つの後続のステップは、クレブス回路と酸化的リン酸化です。解糖の最終産物であるピルビン酸は、ミトコンドリアのマトリックスに変換され、酸化的脱炭酸と呼ばれるプロセスで二酸化炭素を除去することにより、ピルビン酸からアセチル-CoA を形成します。基本的に、アセチル-CoA はクレブス回路に入り、ピルビン酸 1 分子を GTP、3 つの NADH、1 つの FADH2 とともに 3 つの二酸化炭素分子に完全に酸化します。 分子。さらに、NADHとFADH2 分子は酸化的リン酸化を受けて ATP を生成します。好気呼吸における ATP の総生産量は 30-32 です。
図 2:有酸素呼吸
好気性解糖は、酸素の存在下でグルコースが乳酸に変換されるワールブルグ効果と呼ばれる状態を指す場合もあります。ここで、酸素が不足している場合、または細胞が好気性解糖を受けている場合、NADH は酸化的リン酸化によってミトコンドリア内で再酸化されるのではなく、ピルビン酸を乳酸に還元します。残念なことに、これは好気呼吸におけるATPの総収量を減らします。ただし、好気性解糖の臨床的意義は、腫瘍のがん幹細胞内で発生します。したがって、広範な好気性解糖は、攻撃的な癌を示しています。
嫌気性解糖とは
嫌気性解糖は、酸素がない状態で起こる解糖の一種です。したがって、それは嫌気呼吸につながります。基本的に嫌気呼吸には、エタノール発酵と乳酸発酵の2種類があります。エタノール発酵は主に酵母で起こり、乳酸発酵は哺乳類で起こります。さらに、細菌では、乳酸はプロピオン酸などのさまざまな物質に置き換えられます。さらに、エタノール発酵では、解糖の最終生成物であるピルビン酸がピルビン酸脱炭酸酵素によってアセトアルデヒドに変換され、二酸化炭素が放出されます。次に、アルコール脱水素酵素の作用により、アセトアルデヒドがエタノールに変換されます。しかし、筋肉細胞に十分な量の酸素が存在しない場合、乳酸発酵はピルビン酸を乳酸に還元することによって行われます.
図 3:エタノール発酵
さらに、原核生物で発生する別のタイプの嫌気性呼吸があり、最終的な電子受容体は電子伝達鎖の末端にある硫酸塩または硝酸塩です。また、メタン生成菌では、最終的な電子受容体は二酸化炭素です。ただし、嫌気呼吸と発酵の主な特徴は、ATP の生産効率が低いことです。一般に、嫌気性解糖から始まる細胞呼吸のタイプでは、ATP の総生産量は 2 です。本質的に、これらの 2 つの ATP 分子は解糖からのものです。
好気性解糖と嫌気性解糖の類似点
- 好気性解糖と嫌気性解糖の 2 種類異なる細胞呼吸経路に見られる解糖経路。
- 特に、両方とも細胞呼吸の各タイプ。
- 細胞質で発生します。
- 通常、グルコースから始まり、変換されます2 つの ATP と 2 つの NADH 分子を生成しながら、それを 2 つのピルビン酸分子に変換します。
好気性解糖と嫌気性解糖の違い
定義
好気性解糖は、酸素の存在下で起こるタイプの解糖を指し、嫌気性解糖は、酸素の不在下で起こるタイプの解糖を指します。
発生
一般に、好気性解糖は真核細胞内で発生しますが、嫌気性解糖は原核細胞と真核細胞の両方で発生します。
リード
さらに、好気性解糖はクレブス回路と酸化的リン酸化によって進行しますが、嫌気性解糖はエタノール発酵または乳酸発酵によって進行します。
ミトコンドリアの関与
好気的解糖はミトコンドリア内でさらに進行し、嫌気的解糖はサイトゾルでさらに進行します。
ピルビン酸の運命
さらに、好気性解糖はピルビン酸をアセチル-CoAに酸化する役割を担い、嫌気的解糖はピルビン酸を乳酸発酵で乳酸またはエタノール発酵でアセトアルデヒドに還元する役割を果たします。
最終製品
好気的解糖の最終生成物は二酸化炭素と水ですが、嫌気的解糖の最終生成物は主に乳酸またはエタノールです。
補因子
全体として、有酸素呼吸は 2 つの GTP、6 つの NADH、および 2 つの FADH2 を生成します。 、酸化的リン酸化を受けますが、嫌気性呼吸では4つのNADH分子しか生成されず、基質レベルのリン酸化によって再生されます。
補因子からのATPの産生
好気呼吸の補因子は ATP の生成に関与しますが、嫌気呼吸の補因子は ATP の生成に関与しません。
ATP生産
さらに、好気性解糖は非常に効率的な ATP 生成経路につながり、グルコース分子あたり 32 の ATP を生成しますが、嫌気性解糖は効率の低い ATP 生成経路につながり、2 つの ATP を生成します。グルコース分子あたり。
結論
好気性解糖は、酸素の存在下で起こる解糖の一種です。したがって、それは真核細胞で発生する好気呼吸につながります。したがって、好気的解糖は、ATPの非常に効率的な生産につながります。対照的に、嫌気性解糖は、酸素の不在下で起こる解糖の一種です。したがって、ATPの生産が非常に少ない乳酸発酵またはエタノール発酵のいずれかになります。したがって、好気性解糖と嫌気性解糖の主な違いは、ATP を生成するための酸素と余裕の要件です。
