炭水化物異化

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炭水化物異化(たんすいかぶついか、Carbohydrate catabolism)とは、炭水化物を小さな分子に分解することである。炭水化物の実験式はモノマーの組成式を使って、CX(H2YOY)のように表す。炭水化物は燃焼によって、結合の持っている大きなエネルギーを取り出すことができる。

炭水化物には、デンプンアミロペクチングリコーゲンセルロースなどの多糖グルコースガラクトースフルクトースリボースなどの単糖マルトースラクトースなどの二糖等、様々な種類がある。

グルコースは酸素と反応し、次のような酸化還元反応を受ける。 C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O この反応は発熱反応で、二酸化炭素が廃棄物として発生する。

グルコースを分解し、アデノシン三リン酸 (ATP) 分子の形でエネルギーを取り出すことは生物の持つ代謝経路の最も重要なものの1つである。嫌気呼吸は、酸素の非存在下でグルコースを分解する経路である。それに対して好気呼吸は酸素の存在下でグルコースを分解する経路である。

解糖系[編集]

6炭素からなるグルコース分子は3炭素のピルビン酸分子2つに分解され、2分子のATPと2分子のNADHを生産する。

嫌気呼吸[編集]

酸化的リン酸化が起こらない時には、NADHはATPに変換されない。全てのNAD+がNADHに変換されると、NAD+発酵によって再生されるまで解糖系は進行しない。

好気呼吸[編集]

ピルビン酸酸化[編集]

ピルビン酸は1つの炭素原子を失い、補酵素Aとしてクエン酸回路に入る。

クエン酸回路[編集]

ピルビン酸由来のアセチル基がこの回路に入り、二酸化炭素、水を脱離して高エネルギーのATP、NADH、FADH2を生成する。

酸化的リン酸化[編集]

高エネルギー分子のNADHとFADH2ミトコンドリア中で電子伝達系によって扱いやすいATPに変換される。