好気呼吸 解糖系 クエン酸回路 水素伝達系 解糖系ー１ グルコース 1分子 → ピルビン酸（３炭素化合物） 2分子 まで分解 細胞質ゾル中で起こる ATP 4 分子 つくられ ホスホグリセリンキナーゼ 1.3ビスホスホグリセリン酸→３ホスホグリセリン酸 （２分子） （２分子） ADP → ATP ピルビ ン酸キナーゼ ホスホエノールピル ビン酸 → ピルビン酸 初期段階で２分子消費される 解糖系ー２ ATPの消費 ① ヘキソキナーゼ グルコース → グルコース６リン酸 ATP → ADP ②6ホス ホフルクトキナーゼ フルクトース６リ ン酸→フルクトース1.6ビスリン酸 水素元素 生じる反応 グリセルアルデヒド-３-リン酸デヒドロゲナーゼ電子 伝達体 NAD+ ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド酸化型 電子４個と水素イオン２個 2H+ + 4e- + 2NAD+ → 2NADH 解糖系におけるATP合成 基質段階のリン酸化 アセチルCoA ピルビン酸 補酵素Aと反応 二酸化炭素と中間体アセチルCoA 生じる ピルビン酸デヒドロゲナーゼ 触媒 ＊ ミトコンドリア マトリックス内 クエン酸回路 アセチルCoAのアセチル基を酸化 NADH FADHを生成 クエン酸回路 ピルビン酸が脱水素酵素、脱炭酸酵素 により様々な化合物に変換される アセチルCo-A のアセチル基 → ２分子 のCO2に酸化 遊離エネルギーをATP産 生に利用 クエン酸回路の諸反応 ８酵素が有機化学反応触媒 1. アセチル基 4炭素化合物オキサロ酢酸と結合 → 6炭素化合物 クエン酸生成 2.3. クエン酸→イソクエン酸（炭素6）に異化され 4. イソクエン酸 → オキソグルタル酸に酸化 CO2放出 NAD+→NADHに還元 5. オキソグルタル酸 →スクシニルCoAに酸化 CO2放出 NAD+→NADHに還元 6.7.8 スクシニルCoA→オキサロ酢酸に酸化（再生） 回路形成 クエン酸回路の酵素 酵素と低分子化合物 マトリックス内に存在 水溶性 解糖系とクエン酸回路の収支 CO2 NADH グルコース→ピルビン酸 0 2 ピルビン酸２分子→アセチルCoA２分子 2 2 アセチルCoA２分子→CO2 ４分子 4 6 合計 6 10 NADH、FADH 電子対を内膜の受容体分子に伝達 電子を失うと 酸化型 NAD+、FAD+ 生じる FADH 0 0 2 2 電子伝達 ミトコンドリア内：酸素以外の最終電子受容体ない FADH、NADH 酸化できない 酸素が存在すると NADHは２個の電子を電子伝達 系に放出、酸素原子１つを還元→水１分子生成 NADH → NAD+ + H+ + 2e2e- + 2H+ + 1/2O2 → H2O 電子伝達体 NADH脱水素酵素：電子をNADHからユビキノンに運ぶ NADH → NAD+ H+ 2e内膜上のタンパク質に結合した補欠分子族群 フラビン、ヘム、鉄-硫黄クラスター タンパク質に結合しない補酵素Ｑ ユビキノン シトクロム ヘム補欠分子族（ヘモグロビンの仲間） 中央にある鉄 電子伝達体 酸化・還元 Fe 3+ 酸化型 + eFe2+還元型 電子伝達 水素イオン輸送 電子伝達複合体 ３種 内膜を通り抜けて 水素イオン輸送の場 酸素の還元を水素イオン輸送と共役させてい る 酸素の還元 シトクロムＣの酸化 共役 プロトン濃度勾配の形成 → 内膜を通して 内部から外部にH+をくみ出す 電子伝達 電気化学勾配に蓄えられた自由エネルギー ATP合成機構 電気化学的プロトン濃度勾配 自由エネルギー Ｈ+輸送ATP合成酵素 プロトンポ ンプATPアーゼ 膜貫通酵素 多サブユニット構造 ２個の主要成分（Ｆ0、Ｆ1） Ｆ0によるプロトン輸送 Ｆ1により触媒されるATPのリン酸無水結合の生成 プロトン濃度勾配の解消とATP合成の共役 水素伝達系 解糖系とクエン酸回路で奪われた水素 （Ｈ） 酸素と結合して水になる反応 まとめ 1. ２種類のATP合成 基質段階のリン酸化 2. 水素イオン駆動力利用 細菌のエネルギー 細胞膜に 呼吸鎖 ATP合成酵素 ミトコンドリアに似ている 好気性細菌 電子伝達系 Ｈ+くみ出す プロトン駆動力 → ATP合成 嫌気性細菌 電子伝達系欠く 解糖系がつくりだしたATP利用して Ｈ+ くみ出し プロトン駆動力作り出す 物質の輸送
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