食品(グルコース):
* 燃料を提供: 単純な砂糖であるグルコースは、ATP生産の主要なエネルギー源です。
* 糖分解: グルコースは、細胞の細胞質で発生する解糖と呼ばれる一連のステップで分解されます。このプロセスは少量のATPを生成しますが、さらに重要なことは、ミトコンドリアに入る分子であるピルビン酸を生成することです。
* クレブスサイクル: ミトコンドリアでは、ピルビン酸がクレブスサイクル(クエン酸サイクルとも呼ばれます)でさらに分解されます。このサイクルは、ATP生産の最終段階で使用される電子キャリア(NADHおよびFADH2)を生成します。
水:
* 反応に不可欠: 水は、ATP生産に関与したものを含む多くの生化学反応において重要な役割を果たします。これは、グルコースの分解とミトコンドリア内のその後の反応に使用されます。
* プロトン勾配: 電子輸送鎖によって駆動される内側のミトコンドリア膜を横切るプロトン(H+)の動きは、ATP産生に不可欠です。この動きは、水の存在によって促進されます。
酸素:
* 最終電子受容体: 酸素は、電子輸送鎖の最終電子受容体として機能します。このプロセスは、ATP合成の背後にある駆動力であるミトコンドリア膜全体のプロトン勾配の生成に不可欠です。
* ATP生産: 酸素への電子の移動は、ADPのリン酸化をATPに駆動します。ATPは、細胞プロセスを駆動するエネルギーが豊富な分子です。
要約のプロセス:
1。グルコース: 食物(グルコースの形で)は、解糖とクレブスサイクルによって分解され、電子キャリア(NADHおよびFADH2)を生成します。
2。電子輸送チェーン: これらの電子担体は、内側のミトコンドリア膜に埋め込まれた一連のタンパク質複合体である電子輸送鎖に電子を寄付します。
3。プロトン勾配: 電子が鎖を通って移動すると、ミトコンドリア内膜を横切ってプロトン(H+)をポンピングし、濃度勾配を作成します。
4。 ATPシンターゼ: 特殊なタンパク質であるATPシンターゼを介して膜を横切るプロトンの流れは、プロトン勾配からのエネルギーを使用して、ADPのADPのリン酸化をATPに駆動します。
5。酸素: 酸素は最終的な電子受容体として機能し、プロトンと組み合わせて水を形成します。
本質的に、食物は燃料を提供し、水は反応に重要であり、酸素はプロセス全体を可能にする最終電子受容体です。これらの3つのコンポーネントがなければ、ATPの生産、したがって細胞寿命は不可能です。