解糖 6炭素糖分子の変換です グルコース 3炭素化合物の2つの分子に ピルビン酸 との形で少しのエネルギー ATP（アデノシン三リン酸） およびNADH（「電子キャリア」分子）。 それは、原核生物（すなわち、一般的に有酸素能力が不足している細胞）の両方のすべての細胞で発生します 呼吸）および真核生物（すなわち、細胞小器官を有し、その中で細胞呼吸を利用するもの） 全体）。
ピルビン酸 解糖系で形成、それ自体が酸素を必要としないプロセスは、真核生物でミトコンドリアに進みます。 好気呼吸、その最初のステップは、ピルビン酸のアセチルCoA（アセチル補酵素A）への変換です。
しかし、酸素が存在しない場合、または細胞が好気性呼吸を実行する方法を欠いている場合（ほとんどの原核生物の場合と同様）、ピルビン酸は別のものになります。 に 嫌気性呼吸、ピルビン酸の2つの分子は何に変換されますか?
解糖：ピルビン酸の源
解糖は、1分子のブドウ糖Cの変換です。6H12O6、ピルビン酸の2つの分子、C3H4O3、ATPおよびNADH前駆体の助けを借りて、途中で生成されたいくつかのATP、水素イオンおよびNADHを使用して：
C6H12O6 + 2 NAD + 2 ADP + 2 P私 →2C3H4O3 + 2 NADH + 2 H+ + 2 ATP
ここに P私 を意味する "無機リン酸塩、」または炭素含有分子に結合していない遊離リン酸基。 ADP です アデノシン二リン酸、ご想像のとおり、単一の遊離リン酸基がADPと異なります。
真核生物におけるピルビン酸処理
嫌気性条件下と同様に、好気性条件下での解糖の最終生成物はピルビン酸です。 好気性条件下で、そして好気性条件下でのみピルビン酸に何が起こるかは、 好気呼吸 （クレブス回路に先行するブリッジ反応によって開始されます）。 嫌気性条件下で、ピルビン酸に起こることは、解糖が上流に沿って動き続けるのを助けるために乳酸に変換されることです。
嫌気性条件下でのピルビン酸の運命を詳しく調べる前に、何が起こるかを調べる価値があります あなた自身が通常経験する通常の条件下でのこの魅力的な分子に–今、 例。
ピルビン酸酸化：ブリッジ反応
ブリッジ反応は、 遷移反応は、真核生物のミトコンドリアで起こり、ピルビン酸の脱炭酸を伴い、2炭素分子である酢酸塩を形成します。 補酵素Aの分子がアセテートに加えられて、アセチル補酵素A、またはアセチルCoAを形成します。 その後、この分子は入ります クレブス回路.
この時点で、二酸化炭素は廃棄物として排出されます。 エネルギーは必要なく、ATPやNADHの形で収穫されることもありません。
ピルビン酸後の好気性呼吸
好気性呼吸は細胞呼吸のプロセスを完了し、クレブス回路と 電子伝達系、両方ともミトコンドリアにあります。
クレブス回路では、アセチルCoAがオキサロ酢酸と呼ばれる4炭素分子とブレンドされており、その生成物は再びオキサロ酢酸に順次還元されます。 少量のATPと多くの電子キャリアが生じます。
電子伝達系は、前述のキャリア内の電子のエネルギーを使用して、大量の電子を生成します。 ATP、酸素が必要 解糖系でプロセス全体がはるか上流にバックアップするのを防ぐための最終的な電子受容体として。
発酵：乳酸
（原核生物のように）好気性呼吸が選択肢にない場合、または電子伝達系が飽和しているために好気性システムが使い果たされている場合 （人間の筋肉での高強度または嫌気性運動のように）解糖は、それを維持するためのNAD_の供給源がなくなったため、もはや継続できません。 行く。
セルにはこれに対する回避策があります。 ピルビン酸は乳酸または乳酸に変換され、解糖をしばらく続けるのに十分なNAD +を生成します。
C3H4O3 + NADH→NAD+ + C3H5O3
これは、ウェイトを持ち上げたり、全力疾走したりするなど、激しい筋肉運動中に感じる悪名高い「乳酸燃焼」の起源です。