炭水化物異化

炭水化物の異化作用は、細胞の呼吸と発酵を通じて細胞にエネルギーを提供します。

どちらのプロセスも解糖系から始まり、酸素の利用可能性に応じて異なる経路に分岐します。

解糖は酸素に依存しないプロセスで、グルコースをピルビン酸に酸化し、ATPとNADHを生成します。

細胞呼吸では、ピルビン酸はクレブス回路に入り、二酸化炭素に酸化してATP、NADH、FADH₂を生成します。

NADHおよびFADH₂からの電子は電子伝達鎖に沿って移動し、酸化的リン酸化を介してATP合成のためのプロトン勾配を生成します。

酸素は、好気性呼吸における最終的な電子受容体です。一方、原核生物の嫌気性呼吸では、最終的な電子受容体は硝酸塩や硫酸塩などの無機分子です。

発酵は酸素が利用できないときに起こります。ピルビン酸を乳酸やエタノールなどの有機最終製品に変換します。

発酵は解糖のみに依存してグルコース分子あたり2ATPしか生成しませんが、好気性呼吸は1つのグルコース分子の完全な酸化から36〜38ATPを生成します。