Question 1

解糖系におけるグリセルアルデヒド-3-リン酸の酸化中に何が起こるか？

Accepted Answer

グリセルアルデヒド-3-リン酸は酵素グリセルアルデヒドリン酸デヒドロゲナーゼによって酸化され、糖にリン酸基が転移し、1,3-ビスホスホグリセリン酸が形成されます。この酸化の過程で、2つの電子と1つのプロトンが放出され、NAD+によって取り込まれ、NADHが形成されます。この共役酸化とリン酸化は、ATP生産を駆動するエネルギーを放出します。

Question 2

解糖系のエネルギー放出段階で、何個のATP分子が生成されるのか？

Accepted Answer

エネルギー放出段階では合計4つのATP分子が生成されます。ホスホグリセリン酸キナーゼは、1,3-ビスホスホグリセリン酸からADPにリン酸基を移動させ、2つのATP分子を生成します。その後、ピルビン酸キナーゼはホスホエノールピルビン酸からリン酸基を取り除き、ADPに移動させ、さらに2つのATP分子を生成します。

Question 3

解糖系におけるホスホグリセリン酸変異酵素の役割は何ですか？

Accepted Answer

ホスホグリセリン酸ムターゼは、3-ホスホグリセリン酸をその異性体である2-ホスホグリセリン酸への変換を触媒します。このリン酸基の位置の再配置は、エノラーゼが水分子を除去してホスホエノールピルビン酸を形成する次のステップに向けて分子を準備します。ホスホエノールピルビン酸は不安定な中間体で、ADPにリン酸を容易に提供します。

Question 4

なぜホスホエノールピルビン酸は不安定な分子と考えられるのでしょうか？

Accepted Answer

ホスホエノールピルビン酸は、そのリン酸基をADPに素早く失いピルビン酸を形成するため不安定ですおよびATP。この高エネルギーのリン酸結合により、PEPはピルビン酸キナーゼの優れた基質となります。この不安定性により、効率的なエネルギー捕捉が可能となり、エネルギー放出段階の最終ステップを完成へと駆動します。

Question 5

解糖系の後の1つのグルコース分子からの正味のエネルギー収率はどれくらいですか？

Accepted Answer

解糖は1つのグルコースあたり2つのATP分子と2つのNADH分子を生成します。エネルギー放出段階では4つのATPと2つのNADHが生成されますが、エネルギー-必要な手順で2つのATPが消費されるため、結果として2つのATPの純利得となります。2つのNADH分子は、さらなる解糖のためにNAD+に変換されたり、後続の代謝経路で使用されたりします。

Question 6

エネルギーを解放する段階は解糖系のエネルギーを必要とする段階とどのように異なりますか？

Accepted Answer

エネルギーを必要とする段階では、ブドウ糖とフルクトース-6-リン酸をリン酸化するのに2分子のATPを消費し、エネルギーを放出する段階では、酸化とリン酸化反応を通じて4分子のATPと2分子のNADHを生成します。エネルギーを放出する段階は2回発生します—最初の段階で生成される3炭素糖1分子につき1回—これにより解糖過程の純エネルギー生成部分となります。

Question 7

解糖系において酸素が存在する場合、ピルビン酸はどうなるのでしょうか？

Accepted Answer

酸素が存在すると、ピルビン酸はピルビン酸の酸化とクエン酸回路を通じてさらに分解され、追加のATP分子を放出します。解糖系中に生成されたNADHは細胞内に蓄積し、解糖系を継続するためにNAD+に戻されるか、電子伝達系で酸化的リン酸化を通じてより多くのATPを生成するために使用することができます。

解糖のエネルギー放出段階

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