他の生物と同様に、細胞はエネルギーを生成するために代謝を実行する必要があり、その1つは呼吸によるものです。細胞呼吸は好気性である可能性があります。つまり、酸素の存在下で基質が完全に分解されます。好気性呼吸は細胞のミトコンドリアで起こり、より多くのエネルギーを生み出します。好気性呼吸の段階の1つは、クレブス回路です。クレブス回路は、ドイツの医師で生化学者のハンス・アドルフ・クレブスによって発見されました。
クレブス回路は、解糖系から生じるピルビン酸からの変化であるアセチルCo-Aからエネルギーを生成するために、生細胞で発生する一連の化学反応です。好気性呼吸の段階は、解糖、酸化的脱炭酸、クレブス回路、および電子伝達から始まります。
この記事では、クレブス回路で行われるプロセスについて説明します。
生物が必要とするエネルギーのほとんどは、細胞内で発生するブドウ糖の異化作用または分解から生じます。最初に、ブドウ糖は解糖プロセスを経てピルビン酸に変換されます。酸素がない場合、ピルビン酸は嫌気呼吸によって処理され、乳酸またはアルコールになります。しかし、酸素がある場合、ピルビン酸は好気性呼吸によって処理され、エネルギー、水、二酸化炭素に処理されます。
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クレブス回路には、2つの重要な段階があります。 酸化的脱炭酸 そして クレブス回路。酸化的脱炭酸とは、ピルビン酸をアセチルCo-Aに変換するステップを指します。さらに、アセチルCo-Aはミトコンドリアマトリックスに運ばれ、クレブス回路を経ます。
酸化的脱炭酸
酸化的脱炭酸段階では、解糖系からのピルビン酸がアセチルCo-Aに変換されます。この段階は、ピルビン酸デヒドロゲナーゼと呼ばれる酵素複合体によって触媒されるいくつかの反応によって実行されます。この酵素は、真核細胞のミトコンドリアと原核細胞の細胞質に見られます。
酸化的脱炭酸は、ピルビン酸からカルボン酸基（-COO）が放出されてCOになることから始まります。2。次に、ピルビン酸の残りの2つの原子はCHの形になります3COO–は、過剰な電子を転送してNAD +分子を形成し、NADHを形成します。 2つの炭素原子はアセテートに変わります。最後に、補酵素Aまたはco-Aが酢酸塩に結合して、アセチル補酵素Aまたはアセチルco-Aを形成します。
クレブス回路
次に、アセチルCo-A分子はクレブス回路に入り、ATP、NADH、FADHを生成します。2、およびCO2。このプロセスの段階は、サイクルと呼ばれるように円を形成します。
このサイクルは、アセチルCo-Aがオキサロ酢酸に結合してクエン酸塩を形成することから始まります。この反応は、酵素クエン酸シンターゼによって触媒されます。次に、クエン酸塩は酵素アコニターゼによってイソクエン酸塩に変換されます。イソクエン酸は、酵素イソシトラトデヒドロゲナーゼによってα-ケトグルタル酸に処理されます。この反応によりCOが放出されます2 NADHを生成します。
さらに、α-ケトグルタル酸またはα-ケトグルタル酸は、酵素α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼによってスクシニルco-Aに変換されます。この反応はCOも放出します2 NADHを生成します。次に、スクシニルco-Aは酵素スクシニルco-Aシンテターゼによってコハク酸に処理されます。このプロセスによりGTPが生成され、ATPに変換できます。
その後、前のプロセスからのコハク酸は、酵素コハク酸デヒドロゲナーゼによってフマル酸に変換され、FADHを生成します。2。フマル酸塩は酵素フマラーゼによってリンゴ酸塩に変換されます。次に、リンゴ酸は、酵素リンゴ酸デヒドロゲナーゼによってオキサロ酢酸に処理されます。このプロセスはNADHを生成します。
クレブス回路で処理された1つのアセチルco-A分子は、1 ATP、3 NADH、1FADHを生成できます2、および2 CO2。 1つのグルコース分子は2つのアセチルco-Aに分解できるため、1つのグルコース分子は2つのATP、6つのNADH、2つのFADHを生成できます。2、および4 CO2 クレブス回路を通して。 NADHおよびFADH分子2 その後、ATPを生成するために電子伝達プロセスに入ります。
