「糖の分解」を意味する解糖は、糖内でエネルギーを放出するプロセスです。解糖系では、グルコースとして知られる 6 炭素糖が、ピルビン酸と呼ばれる 3 炭素糖の 2 つの分子に分割されます。この多段階プロセスにより、自由エネルギーを含む 2 つの ATP 分子、2 つのピルビン酸分子、2 つの高エネルギー電子運搬分子である NADH、および 2 つの水分子が得られます。
解糖
- 解糖 ブドウ糖を分解するプロセスです。
- 解糖は、酸素の有無にかかわらず起こります。
- 解糖により、2 つの分子のピルビン酸が生成されます 、ATP の 2 つの分子 、NADH の 2 つの分子 、水の 2 つの分子 .
- 解糖は細胞質で行われます .
- 糖の分解には 10 種類の酵素が関与しています。解糖の 10 のステップは、特定の酵素がシステムに作用する順序で編成されています。
解糖は、酸素の有無にかかわらず起こります。酸素の存在下では、解糖は細胞呼吸の最初の段階です。酸素がない場合、解糖により、細胞は発酵プロセスを通じて少量の ATP を作ることができます。
解糖は、細胞の細胞質のサイトゾルで起こります。解糖によって 2 つの ATP 分子のネットが生成されます (プロセス中に 2 つが使用され、4 つが生成されます)。解糖の 10 のステップについては、以下をご覧ください。
ステップ 1
酵素 ヘキソキナーゼ 細胞の細胞質内のグルコースにリン酸化またはリン酸基を付加します。この過程で、ATP からのリン酸基がグルコースに転移され、グルコース 6-リン酸または G6P が生成されます。この段階で 1 分子の ATP が消費されます。
ステップ 2
酵素 ホスホグルコムターゼ G6P をその異性体フルクトース 6-リン酸または F6P に異性化します。異性体は互いに同じ分子式を持ちますが、原子配置が異なります。
ステップ 3
キナーゼ ホスホフルクトキナーゼ は別の ATP 分子を使用してリン酸基を F6P に転移し、フルクトース 1,6-ビスリン酸または FBP を形成します。これまでに 2 つの ATP 分子が使用されています。
ステップ 4
酵素アルドラーゼ フルクトース 1,6-ビスリン酸をケトンとアルデヒド分子に分解します。これらの糖、ジヒドロキシアセトンリン酸 (DHAP) とグリセルアルデヒド 3-リン酸 (GAP) は、互いに異性体です。
ステップ 5
酵素トリオースリン酸イソメラーゼ DHAP を GAP に急速に変換します (これらの異性体は相互変換できます)。 GAP は、解糖の次のステップに必要な基質です。
ステップ 6
酵素 グリセルアルデヒド 3-リン酸デヒドロゲナーゼ (GAPDH) は、この反応で 2 つの機能を果たします。まず、GAP の水素 (H+) 分子の 1 つを酸化剤のニコチンアミド アデニン ジヌクレオチド (NAD+) に移動させて、GAP を脱水素化し、NADH + H+ を形成します。
次に、GAPDH はサイトゾルからのリン酸を酸化された GAP に付加して、1,3-ビスホスホグリセレート (BPG) を形成します。前のステップで生成された GAP の両方の分子は、この脱水素化とリン酸化のプロセスを受けます。
ステップ 7
酵素 ホスホグリセロキナーゼ BPG から ADP の分子にリン酸を転移して ATP を形成します。これは、BPG の各分子に発生します。この反応により、2 つの 3-ホスホグリセレート (3 PGA) 分子と 2 つの ATP 分子が生成されます。
ステップ 8
酵素 ホスホグリセロムターゼ 2 つの 3 PGA 分子の P を 3 番目の炭素から 2 番目の炭素に再配置して、2 つの 2-ホスホグリセレート (2 PGA) 分子を形成します。
ステップ 9
酵素エノラーゼ 2-ホスホグリセレートから水分子を除去して、ホスホエノールピルビン酸 (PEP) を形成します。これは、ステップ 8 の 2 つの PGA の分子ごとに発生します。
ステップ 10
酵素ピルビン酸キナーゼ ピルビン酸と ATP を形成するために P を PEP から ADP に転送します。これは、PEP の分子ごとに発生します。この反応により、2 分子のピルビン酸と 2 分子の ATP が生成されます。
