高校生物のお勉強 エネルギーと代謝とATP・・・ZZZ(3)電子伝達系の説明いくよ!

呼吸も大詰め
電子伝達系



 しばらく思うところあってブログ更新が滞って申し訳ない。呼吸の説明を不定期でやってきましたが今回は(実質的に)第三弾、電子伝達系です。書かねばならないことがあるのは大変です、本当に。



電子伝達系の
大雑把な説明
『生物』(東京書籍)p44~45から



 〈電子伝達系〉 ミトコンドリアの内膜に存在する複数のタンパク質で構成される反応系である。連続した電子の伝達、つまり酸化還元反応に依存したATP合成が行われる。電子伝達系に電子を与えるのは、解糖系とクエン酸回路で生産される還元型補酵素である。電子は最終的には酸素に受け渡され水が生じる。電子伝達系をエネルギーの面からみれば、還元型補酵素の酸化で放出されるエネルギーを利用して、ATPを合成しているといえる。



 おそらくこれだけではわからんので(私もです)もう少し詳細な説明を。



電子伝達系の少し細かな説明『生物』
(東京書籍)(p47~48)



 電子伝達系は、還元力の強い物質から弱い物質に順次電子が伝達される酸化還元反応と、ATPの合成とを結びつけるシステムである。呼吸の電子伝達系は、ミトコンドリアの内膜に存在するタンパク質や補酵素で構成される。解糖系とクエン酸回路で生じた水素は、還元型補酵素であるNADHとFADH2によってミトコンドリア内膜に運ばれ、水素イオン(H+)と電子に分かれる。電子は電子伝達系を構成するタンパク質に次々に受け渡されていき、最後にはO2の還元に使われてH2Oを生じる。これは還元力の強さの順序に従って起こり、エネルギーを放出する反応である。電子が伝達される際には、このエネルギーを用いてミトコンドリアのマトリックス側から、内膜と外膜の空間へH+が運ばれる。その結果、内膜を挟んでH+の濃度勾配が形成されることになる。そうすると、H+は濃度の高い膜間の空間から濃度の低いマトリックスに流れ込もうとする。このH+流入のエネルギーを利用して電子伝達系のATP合成酵素は、ADPからATPを合成している。

 呼吸の電子伝達系の反応を改めて眺めると、全体としてはNADHやFADH2を酸素によって酸化しながら、ADPのリン酸化を行い、ATPをつくっている。このようなATP生産を、酸化的リン酸化と呼ぶ。

 グルコース1分子から取り出される水素は、解糖系で4個、クエン酸回路で20個の計24個である。これらは10分子のNADHと2分子のFADH2によって電子伝達系に運ばれてくる。電子伝達がNADHから始まるときには、1分子辺り最大3分子程度のATPがつくられ、FADH2からのときは最大2分子程度のATPがつくられる。したがって、電子伝達系におけるATP生産は、グルコース1分子あたり多く見積もって、10×3+2×2=34分子となる。まとめると、電子伝達系は反応式③のように示される。


反応式③

10NADH+10H+ +2FADH2
+602+最大34(ADP+H3PO4)



10NAD+ +2FAD
+12H20+最大34(ATP+H20)



 なお図で描くとこうなる。こんなことが細胞のミトコンドリア内部で日常的に行われてるのか。



電子伝達系 酸素呼吸 代謝

例によってこれ描くのに
手間かかってます。
手描きだったら速攻なのに(苦笑)


(糖質を使った)
呼吸のまとめ



 このようにして解糖系・TCA(クエン酸)回路・電子伝達系によって糖からエネルギーを取り出すわけです。総合すると


【解糖系】

C6H12O6+2ADP
+2H3PO4+2NAD+

→2CH4O3+2ATP+2NADH
+2H+ 2H2O

【TCA(クエン酸)回路】

2C3H4O3+4H2O+2ADP
+2H3PO4+8NAD+ +2FAD

6CO2+2ATP+8NADH
+ 8H+ +2FADH2

【電子伝達系】

10NADH+10H+
+2FADH2 +602
+最大34(ADP+H3PO4)
→10NAD+ +2FAD
+12H20+最大34(ATP+H20)

【総合】

C6H12O66O2+最大38(ADP+H3PO4)

6CO2+6H2O+最大38(ATP+H2O)


 ということ。 あと間違ってこれを読んだ糖毒バカにためになる情報を。

糖質食ってるからって解糖系だけが動いているわけじゃねえぞ(運動してないときもあるんだから)。ちゃんとTCA(クエン酸)回路も電子伝達系も動いてるんだからよ!




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