解糖が起こるために何が必要ですか？

解糖は、糖ブドウ糖の10段階の代謝呼吸です。 解糖の目的は、細胞が使用する化学エネルギーを生成することです。 科学者は、解糖は酸素がない状態で発生する可能性があるため、古代の呼吸経路であると考えています。 これが、地球の酸素よりも前の原始的な嫌気性細菌の生存を可能にする方法です。 雰囲気。

解糖は機能するために特定の成分を必要とします。 解糖系の入力には、生細胞、酵素、グルコース、およびエネルギー伝達分子であるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD +）とアデノシン三リン酸（ATP）が含まれます。
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解糖系は、地球上のほぼすべての生物に使用され、存在しています。 これは、初期の大気では容易に利用できなかった酸素を必要としないため、地球上で最初に発生した代謝経路の1つであると考えられています。

解糖は、糖を取り込んで使用可能な細胞エネルギーに変える多くの生物の代謝経路の最初のステップです。 このプロセスでは、解糖系のすべての入力を組み合わせて、1つの6炭素糖を2つのピルビン酸、2つのATP、および2つのNADH分子に変換します。 その後、クレブ回路、発酵、酸化的リン酸化、および/または細胞のようなさらなる代謝経路で使用されます 呼吸。
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解糖の基本的なインプットは砂糖です。 通常、使用される糖はブドウ糖ですが、酵素はガラクトースや フルクトース、開始点の下流で解糖経路に入る中間物質に グルコース。

植物や他の独立栄養生物は、太陽エネルギーと二酸化炭素を使用して光合成中にブドウ糖を生成します。 従属栄養生物は、植物、独立栄養生物、およびその他の食料源を食べることによって糖を摂取する必要があります。 砂糖は、さまざまな食品に直接、またはブドウ糖に分解されるデンプンやセルロースとして利用できます。 グルコースは水に溶解し、酵素の助けを借りて、細胞膜の両側の相対濃度に応じて、細胞の内外に簡単に輸送することができます。

酵素は、生化学反応の触媒として機能するタンパク質です。 酵素は、プロセスによって使い果たされることなく、反応を促進するために必要なエネルギーを低下させます。 グルコーストランスポーター酵素は、細胞がグルコースを輸入するのを助けます。

解糖経路内の最初の酵素は、グルコースをグルコース-6-リン酸（G6P）に変換するヘキソキナーゼです。 この最初のステップは、細胞のグルコース濃度を枯渇させ、それによって追加のグルコースが細胞に拡散するのを助けます。 G6P製品は細胞外に容易に拡散しないため、ヘキソキナーゼは事実上、細胞が使用するためにグルコース分子を固定します。 他の9つの酵素が解糖に関与し、1つはプロセスの各ステップで使用されます。

ATPは、細胞内で化学エネルギーを貯蔵、輸送、放出する補酵素です。 ATP分子には3つのリン酸基が含まれており、それぞれが高エネルギー結合によって保持されています。 酵素が1つまたは複数のリン酸基を除去すると、ATPは化学エネルギーを生成します。 逆反応では、酵素は前駆体にリン酸を加えるときにエネルギーを使用し、ATPを生成します。

解糖は、進行するために2つのATP分子を必要としますが、最後のステップで4つのATPを生成し、2つのATPの正味の収量をもたらします。

NAD +は、他の分子から電子とプロトンを受け取り、還元型NADHを生成する酸化補酵素です。 逆反応では、NADHは、酸化されてNAD +に戻るときに電子とプロトンを提供する還元剤として機能します。 NAD +およびNADHは、解糖を含む、酸化剤または還元剤を必要とするさまざまな生化学的経路で使用されます。

解糖には、グルコース分子ごとに2分子のNAD +が必要であり、2つのNADHと、2つの水素イオンおよび2つの水分子が生成されます。 解糖の最終生成物はピルビン酸であり、細胞はこれをさらに代謝して大量の追加エネルギーを生み出すことができます。