どのような効果が解糖を阻害する可能性がありますか？

解糖 世界の生物の間で普遍的な代謝プロセスです。 すべての細胞の細胞質におけるこの一連の10の反応は、6炭素の糖分子を変換します グルコース ピルビン酸の2つの分子、ATPの2つの分子およびNADHの2つの分子に。
解糖について学びます。

に 原核生物、最も単純な生物である解糖は、実際には町で唯一の細胞代謝ゲームです。 これらの生物は、ほとんどすべてが比較的少ない内容の単一の細胞で構成されており、限られています 代謝の必要性、そして解糖はそれらが競合することなく繁栄し繁殖することを可能にするのに十分です 要因。 真核生物一方、好気性呼吸のメインディッシュが登場する前に、必要な前菜のようなものとして解糖を展開します。

解糖の議論は、解糖に有利な条件、例えば、適切な基質と酵素濃度に集中することがよくあります。 あまり言及されませんが、重要なのは、設計上可能性のあるものです 禁止する 解糖の速度。 細胞はエネルギーを必要としますが、解糖ミルにできるだけ多くの原材料を流し続けることが、必ずしも望ましい細胞の結果であるとは限りません。 細胞にとって幸いなことに、解糖の多くの参加者はその速度に影響を与える能力を持っています。

グルコースは、式Cの6炭素糖です。₆H₁₂O₆. （楽しい生体分子トリビア：砂糖、でんぷん、不溶性繊維など、すべての炭水化物は一般的な化学式Cを持っています_NH_2NO_N。）モル質量は180 gで、サイズの点では重いアミノ酸と同じです。 それは原形質膜を通して細胞の内外に自由に拡散することができます。

ブドウ糖は単糖であり、より小さな糖を組み合わせて作られているわけではありません。 フルクトースは単糖であり、スクロース（「テーブルシュガー」）はグルコース分子とフルクトース分子から組み立てられた二糖です。

特に、ブドウ糖はリングの形をしており、ほとんどの図で六角形として表されています。 6つの環原子のうち5つはブドウ糖で、6つ目は酸素です。 6番目の炭素はメチル（– CH₃）リングの外側のグループ。

解糖の10の反応の合計の完全な式は次のとおりです。

C₆H₁₂O₆ + 2 NAD⁺ + 2 Pi + 2ADP→2CH₃（C = O）COOH + 2 ATP + 2 NADH + 2 H⁺

言い換えれば、これは、ブドウ糖の分子がブドウ糖の2つの分子に変換され、2つのATPを生成することを意味します および2NADH（ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドの還元型、一般的な「電子キャリア」 生化学）。

酸素は必要ないことに注意してください。 ピルビン酸はほとんど常に好気性呼吸段階で消費されますが、解糖は好気性生物と嫌気性生物で同様に起こります。

解糖は古典的に2つの部分に分けられます：2つのATP（アデノシン三リン酸、「エネルギー」を必要とする「投資段階」 細胞の通貨」）グルコース分子を位置エネルギーの多いものに形作り、「見返り」または「収穫」 1つの3炭素分子（グリセルアルデヒド-3-リン酸、またはGAP）の別の分子への変換を介して4つのATPが生成されるフェーズ。 ピルビン酸。 これは、グルコース1分子あたり合計4 -2 = 2ATPが生成されることを意味します。

グルコースが細胞に入ると、酵素の作用下でリン酸化されます（つまり、リン酸基が結合します） ヘキソキナーゼ. この酵素、またはタンパク質触媒は、解糖系の調節酵素の中で最も重要なものの1つです。 解糖系の10の反応はそれぞれ、1つの酵素によって触媒され、その酵素はその1つの反応のみを触媒します。

次に、このリン酸化ステップで得られたグルコース-6-リン酸（G6P）は、2回目のリン酸化が起こる前に、フルクトース-6-リン酸（F6P）に変換されます。 ホスホフルクトキナーゼ、別の重要な調節酵素。 これにより、フルクトース-1,6-ビスリン酸（FBP）が形成され、解糖の第1段階が完了します。

フルクトース-1,6-ビスリン酸は、ジヒドロキシアセトンリン酸（DHAP）とグリセルアルデヒド-3-リン酸（GAP）の3つの炭素分子のペアに分割されます。 DHAPは急速にGAPに変換されるため、分割の正味の効果は、単一の6つの炭素分子から2つの同一の3つの炭素分子が作成されることです。

次に、GAPは酵素グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼによって1,3-ジホスホグリセリン酸に変換されます。 これは忙しいステップです。 NAD⁺ NADHとHに変換されます⁺ GAPから除去された水素原子を使用して、分子がリン酸化されます。

1,3-ジホスホグリセリン酸をピルビン酸に変換する残りのステップでは、両方のリン酸が3炭素分子から順番に除去されてATPが生成されます。 FBPの分裂後のすべてがグルコース分子ごとに2回発生するため、これは2 NADH、2Hを意味します⁺ 2 NADH、2 Hのネットの場合、リターンフェーズで4ATPが生成されます。⁺ および2ATP。
解糖の最終結果についてもっと読む。

解糖に関与する酵素のうちの3つは、プロセスの調節において主要な役割を果たします。 2つ、ヘキソキナーゼとホスホフルクトキナーゼ（またはPFK）はすでに言及されています。 第3、 ピルビン酸キナーゼは、最終的な解糖反応であるホスホエノールピルビン酸（PEP）のピルビン酸への変換を触媒する役割を果たします。

これらの酵素のそれぞれは持っています 活性剤 及び 阻害剤. 化学とフィードバック阻害の概念に精通している場合は、特定の酵素がその活性を加速または減速させる条件を予測できる可能性があります。 たとえば、細胞の領域がG6Pに富んでいる場合、ヘキソキナーゼがさまよっているグルコース分子を積極的に探すことを期待しますか？ これらの条件下では、追加のG6Pを緊急に生成する必要がないため、おそらくそうしないでしょう。 そして、あなたは正しいでしょう。

ヘキソキナーゼはG6Pによって阻害されますが、PFKやピルビン酸キナーゼと同様にAMP（アデノシン一リン酸）とADP（アデノシン二リン酸）によって活性化されます。 これは、AMPとADPのレベルが高いほど、一般にATPのレベルが低いことを意味し、ATPが低い場合、解糖が発生する推進力が高いためです。

ピルビン酸キナーゼはフルクトース-1,6-ビスリン酸によっても活性化されますが、これは理にかなっています。 解糖中間体が上流に蓄積しており、物事は最後尾でより速く起こる必要があること 処理する。 また、フルクトース-2,6-ビスホスフェートはPFKの活性化因子です。

前述のように、ヘキソキナーゼはG6Pによって阻害されます。 PFKとピルビン酸キナーゼは両方とも、AMPとADPによって活性化されるのと同じ基本的な理由でATPの存在によって阻害されます。細胞のエネルギー状態は解糖速度の低下に有利に働きます。

PFKもによって阻害されます クエン酸塩、好気性呼吸の下流で発生するクレブス回路の構成要素。 ピルビン酸キナーゼはによって阻害されます アセチルCoA、解糖が終了した後、クレブス回路の前にピルビン酸が変換される分子です 始まります（実際、アセチルCoAはサイクルの最初のステップでオキサロ酢酸と結合して作成します クエン酸塩）。 最後に、アミノ酸アラニンもピルビン酸キナーゼを阻害します。

かなりの量のそれらの存在がG6Pの必要性の減少を示しているように見えるので、G6P以外の他の解糖生成物がヘキソキナーゼを阻害することを期待するかもしれません。 ただし、G6P自体のみがヘキソキナーゼを阻害します。 どうしてこれなの？

理由はかなり単純です。ペントースリン酸経路やペントースリン酸経路など、解糖以外の反応経路にはG6Pが必要です。 グリコーゲン合成. したがって、G6P以外の下流の分子がヘキソキナーゼの働きを妨げる可能性がある場合、これらの他の反応経路 また、プロセスに入るG6Pが不足しているために速度が低下するため、ある種の巻き添え被害が発生します。