「呼吸」の版間の差分

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m (化学式添字下付きになっていないところを修正)
 
; 解糖系(10段階の酵素反応より成る)
: '''グルコース''' <cechem>(C6H12O6) + 2NAD+ + 2ADP + 2Pi -> 2 </cechem> '''ピルビン酸''' <cechem> (C3H4O3) + 2NADH + 2ATP + 2H+</cechem>
: ピルビン酸から[[乳酸]]・[[エタノール]]へと[[発酵]]する過程も解糖系に含むのが普通である。
; クエン酸回路
:; ピルビン酸脱炭酸反応
:: 2 ピルビン酸 <cechem>(C3H4O3) + 2NAD+ + 2HSCoA -> 2</cechem> '''アセチル'''<cechem>CoA (CH3COSCoA) + 2CO2 + 2NADH + 2H+</cechem>
:: 解糖系とクエン酸回路を結ぶ反応で、しばしばクエン酸回路にも解糖系にも分類される。
:; 狭義のクエン酸回路 (10段階の酵素反応より成る)
:: '''2 アセチル'''<cechem>CoA (CH3COSCoA) + 6NAD+ + 2FAD + 2GTP + 2Pi + 6H2O -> 4CO2 {+} 6NADH + 6H+ + 2FADH2 + 2GTP + 2HSCoA</cechem>
:: スクシニルCoA合成酵素を通じてGTPからは当量のATPが合成される。
; 酸化的リン酸化
:; 電子伝達系(4種類の呼吸鎖複合体による3段階の酸化還元反応が関与する)
:: <cechem>10NADH + 10H+ {+} 2FADH2 + 6O2 -> 10NAD+ + 2FAD + 12H2O </cechem>
:; ATP合成酵素によるATP合成反応
:: (10 NADH由来): <cechem>30ADP + 30Pi -> 30ATP</cechem>
:: (2 FADH<sub>2</sub>由来): <cechem>4ADP + 4Pi -> 4ATP</cechem>
:: NADHからは約3当量、FADH<sub>2</sub>からは約2当量のATPが合成されるとされてきた。<ref name="Ochoa">Ochoa, S. ''J. Biol. Chem.'' '''1943''', ''151'', 493–505.</ref>
 
以上の反応をすべてまとめると
:グルコース <cechem>(C6H12O6) + 6O2 + 38ADP + 38Pi -> 6CO2 + 6H2O + 38ATP</cechem>
この式は高校生物で学習する'''呼吸の収支式'''と呼ばれる。酵素による約25の反応がこの代謝には関わっており、グルコースの持つエネルギーの有効利用に役立っている。グルコースの酸化反応{{chem|(C|6|H|12|O|6| + 6O|2|}} (g) → {{chem|6CO|2}} (g) + {{chem|6H|2|O}} (l))における標準反応ギブズ自由エネルギー(Δ''G''´°)は–2873.4 kJ/molであるのに対し、ATPの加水分解反応(ATP + H<sub>2</sub>O → ADP + P<sub>i</sub>, pMg = 3)ではΔ''G''´° = –31.56 kJ/molであり、38 ATPの生成により約41.7%の効率でグルコースの自由エネルギーを変換していることになる。
 
!H<sup>+</sup>/ATP比 = 13/3<ref name="Hinkle2005"/>
|-
|rowspan="2"|<cechem>C6H12O6 + 6O2</cechem><cechem>\ -> 6CO2 + 6H2O</cechem>
|Glu/Asp||rowspan="2"|2 NADH + 2 ATP||rowspan="2"|8 NADH + 2 FADH<sub>2</sub> + 2 GTP||112 (10×10+2×6)||'''38''' (10×3+2×2+4)||31 ((112–4))/4+4)||28.92 ((112–4)/(13/3)+4)
|-
|αGP||104 (8×10+4×6)||36 (8×3+4×2+4)||29.5 ((104–2)/4+4)||27.54 ((104–2)/(13/3)+4)
|-
|rowspan="2"|<cechem>{(C6H10O5)_n} + 6O2 -></cechem><cechem> {(C6H10O5)_{n-1}} + {6CO2} + 5H2O
</cechem>||Glu/Asp||rowspan="2"|2 NADH + 3 ATP||rowspan="2"|8 NADH + 2 FADH<sub>2</sub> + 2 GTP||112 (10×10+2×6)||'''39''' (10×3+2×2+5)||32 ((112–4)/4+5)||29.92 ((112–4)/(13/3)+5)
|-
|αGP||104 (8×10+4×6)||37 (8×3+4×2+5)||30.5 ((104–2)/4+5)||28.54 ((104–2)/(13/3)+5)
|-
|<cechem>C15H31COOH + 23O2</cechem><cechem>\ -> 16CO2 + 16H2O</cechem>
| || – ATP (2 ATP 相当,
ATP → [[アデニル酸|AMP]] + [[ピロリン酸|PP<sub>i</sub>]])
239,771

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