クエン酸回路またはクレブス回路の概要

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クエン酸回路の概要

クエン酸回路は、ミトコンドリアのクリステまたは膜襞で発生します。 アートフォーサイエンス/ゲッティイメージズ

クレブス回路またはトリカルボン酸 (TCA) 回路とも呼ばれるクエン酸回路は、 化学反応の 食べ物を分解する細胞で 分子 の中へ 二酸化炭素 、水、そしてエネルギー。植物や動物 (真核生物) では、これらの反応はマトリックスで行われます。 ミトコンドリアの 細胞呼吸の一部としての細胞の。多くの細菌もクエン酸回路を実行しますが、ミトコンドリアを持たないため、反応は細菌細胞の細胞質で行われます.細菌 (原核生物) では、細胞の原形質膜を使用して陽子勾配を提供し、ATP を生成します。

英国の生化学者であるハンス・アドルフ・クレブス卿は、このサイクルを発見したとされています。クレブス卿は 1937 年にサイクルの手順を概説しました。このため、クレブス サイクルと呼ばれることがよくあります。これは、消費されてから再生される分子のクエン酸回路としても知られています。クエン酸の別名​​はトリカルボン酸であるため、一連の反応はトリカルボン酸サイクルまたは TCA サイクルと呼ばれることがあります。

クエン酸回路の化学反応

クエン酸回路の全体的な反応は次のとおりです。

アセチル CoA + 3 NAD⁺+ Q + GDP + P_私+ 2H₂O → CoA-SH + 3 NADH + 3 H⁺+ QH₂+ GTP + 2 CO₂

ここで、Q はユビキノン、P は_私無機リン酸塩です

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クエン酸回路のステップ

ナラヤン語/ウィキメディア・コモンズ

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クエン酸回路は、クレブス回路またはトリカルボン酸 (TCA) 回路としても知られています。食物分子を二酸化炭素、水、エネルギーに分解する細胞内で起こる一連の化学反応です。

ナラヤン語/ウィキメディア・コモンズ

食品がクエン酸回路に入るには、アセチル基 (CH₃CO）。クエン酸回路の開始時に、アセチル基がオキサロ酢酸と呼ばれる炭素数 4 の分子と結合して、炭素数 6 の化合物であるクエン酸を生成します。その間 サイクル 、クエン酸分子は再配置され、2つの炭素原子が取り除かれます.二酸化炭素と 4 つの電子が放出されます。サイクルの終わりに、オキサロ酢酸の分子が残り、別のアセチル基と結合してサイクルを再開することができます.

基質 → 製品（酵素）

オキサロ酢酸 + アセチル CoA + H₂O → クエン酸 + CoA-SH (クエン酸シンターゼ)

クエン酸 → cis-アコニテート + H₂O（アコニターゼ）

cis-アコニテート + H₂O→イソクエン酸（アコニターゼ）

イソクエン酸 + NAD+ オキサロコハク酸 + NADH + H + (イソクエン酸デヒドロゲナーゼ)

オキサロコハク酸 α-ケトグルタル酸 + CO2 (イソクエン酸デヒドロゲナーゼ)

α-ケトグルタレート + NAD⁺+ CoA-SH → スクシニル-CoA + NADH + H⁺+ CO₂(α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ)

サクシニルCoA + GDP + P_私→ コハク酸 + CoA-SH + GTP (サクシニル-CoA 合成酵素)

コハク酸 + ユビキノン (Q) → フマル酸 + ユビキノール (QH₂) (コハク酸デヒドロゲナーゼ)

フマレート + H₂O → L-リンゴ酸 (フマラーゼ)

L-マレート + NAD⁺→ オキサロ酢酸 + NADH + H⁺(リンゴ酸デヒドロゲナーゼ)

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クレブス回路の機能

硝酸は、2-ヒドロキシプロパン-1,2,3-トリカルボン酸としても知られています。柑橘類に含まれる弱酸で、天然の防腐剤として、また酸味を加えるために使用されます。 ラグナデザイン/ゲッティイメージズ

クレブス回路は、好気性細胞呼吸の重要な一連の反応です。サイクルの重要な機能には次のようなものがあります。

1. タンパク質、脂肪、炭水化物から化学エネルギーを得るために使用されます。 ATPは 生成されるエネルギー分子。正味の ATP 増加は、1 サイクルあたり 2 ATP です (解糖では 2 ATP、酸化的リン酸化では 28 ATP、発酵では 2 ATP と比較して)。言い換えれば、クレブス回路は、脂肪、タンパク質、および炭水化物の代謝を結び付けます.
2. このサイクルは、アミノ酸の前駆体を合成するために使用できます。
3. この反応により、さまざまな生化学反応で使用される還元剤である分子 NADH が生成されます。
4. クエン酸回路は、別のエネルギー源であるフラビン アデニン ジヌクレオチド (FADH) を減少させます。

クレブス回路の起源

クエン酸回路またはクレブス回路は、細胞が化学エネルギーを放出するために使用できる唯一の化学反応ではありませんが、最も効率的です。このサイクルは生物起源であり、生命以前から存在している可能性があります。サイクルが複数回進化した可能性があります。サイクルの一部は、嫌気性細菌で発生する反応に由来します。