解糖とクレブス（クエン酸）サイクルの違い

2020

解糖とクレブス回路の主な違いは次のとおりです。解糖は呼吸のプロセスに関与する最初のステップであり、 細胞の細胞質で発生します。 クレブス サイクルは、細胞のミトコンドリアで起こる呼吸の2番目のプロセスです。両方とも、身体のエネルギー要件を満たすことを目的とした呼吸に関係するプロセスです。

したがって、解糖は、グルコース（またはグリコーゲン）をピルビン酸乳酸に変換し、ATPを生成する反応の連鎖として定義されます。一方、クレブサイクルまたはクエン酸サイクルは、アセチルCoAのCO2とH2Oへの酸化を伴います。

呼吸は、酸素が利用され、二酸化炭素が体から放出されるすべての生物の重要なプロセスです。このプロセスの間に、エネルギーが放出され、身体のさまざまな機能を実行するために使用されます。上記の2つのメカニズムとは別に、電子輸送システム、ペントースリン酸経路、ピルビン酸の嫌気性分解、および末端酸化など、呼吸の他のさまざまなメカニズムがあります。

提供されるコンテンツでは、解糖系とクレブス回路である呼吸の2つの最も重要なメカニズムの一般的な違いについて説明します。

比較表

比較の根拠	解糖	クレブスサイクル
〜で始まる	グルコースをピルビン酸に分解します。	ピルビン酸を酸化してCO2にします。
としても知られている	EMP（Embden-Meyerhof-Parnas経路または細胞質経路）。	TCA（トリカボキシル酸）サイクル、ミトコンドリア呼吸。
二酸化炭素の役割	解糖系では二酸化炭素は発生しません。	二酸化炭素はクレブスサイクルで発生します。
発生場所	細胞質内。	ミトコンドリア内で発生します（原核生物のサイトゾル）
として発生する可能性があります	好気的（すなわち、酸素の存在下）または嫌気的（すなわち、酸素の非存在下）。	好気的に発生します（酸素の存在）。
分子の分解	グルコース分子は、ピルビン酸という有機物質の2つの分子に分解されます。	ピルビン酸の分解は、完全に無機物質であり、CO2とH2Oです。
ATPの消費	リン酸化のために2つのATP分子を消費します。	ATPは消費しません。
純利益	グルコースの分子ごとに、ATPの2分子とNADHの2分子が分解されます。	2アセチルCoA酵素ごとに、NADH2の6分子、FADH2の2分子。
生産されたATPの数	ATPの純利益は8（NADHを含む）です。	ATPの純利益は24です。
酸化的リン酸化	酸化的リン酸化の役割はありません。	酸化的リン酸化の重要な役割、およびオキサロ酢酸は触媒的役割を果たすと考えられています。
呼吸のプロセスのステップ	グルコースはピルビン酸に分解されるため、解糖は呼吸の最初のステップと言われています。	クレブスサイクルは呼吸の2番目のステップです。
経路の種類	それは直線または直線の経路です。	それは循環経路です。

解糖の定義

解糖は「エンブデン・マイヤーホフ・パルナス経路 」としても知られています。これは、分子状酸素の関与なしに、好気的にも嫌気的にも発生するユニークな経路です。これはグルコース代謝の主要な経路であり、すべての細胞のサイトゾルで発生します。このプロセスの基本的な概念は、グルコースの1分子が部分的に酸化されてピルビン酸2モルになり、酵素の存在によって強化されることです。

解糖は、10の簡単なステップで発生するプロセスです。このサイクルでは、解糖系の最初の7段階の反応が、 グリコソームと呼ばれる細胞質オルガネラで起こります。ヘキソキナーゼ、ホスホフルクトキナーゼ、ピルビン酸キナーゼなどの他の3つの反応は不可逆的なものです。

サイクル全体は2つのフェーズに分けられます。最初の5つのステップは準備フェーズ 、もう1つのステップはペイオフフェーズとして知られています。この経路の最初の5つのステップでは、グルコースのリン酸化が2回発生し、フルクトース1, 6-二リン酸に変換されるため、リン酸化によりエネルギーが消費され、ATPがリン酸化基供与体であると言えます。

さらに、フルクトース1, 6-二リン酸が分裂して、2つの2, 3-炭素分子が生成されます。生成物の1つであるジヒドロキシアセトンリン酸塩は、グリセルアルデヒド3-リン酸塩に変換されます。これにより、グリセルアルデヒド3-リン酸2分子が得られ、さらに5段階のペイオフフェーズに処理されます。

ペイオフ期は解糖のエネルギー獲得期であり、最終段階でATPとNADHを生成します。 最初に 、グリセルアルデヒド3-リン酸は電子受容体としてNAD +で酸化され（NADHを形成）、無機リン酸が組み込まれ、1, 3-ビホスホグリセリン酸として高エネルギー分子を与えます。その後、炭素1上の高エネルギーのリン酸塩がADPに寄付され、ATPに変換されます。 ATPのこの生成は、基質レベルのリン酸化と呼ばれます。

解糖経路

したがって、解糖系からのエネルギー収量は、グルコース1分子から2 ATPと2 NADHです。

解糖に関与するステップ ：

ステップ1 ：この最初のステップはリン酸化と呼ばれ、ヘキソキナーゼと呼ばれる酵素による不可逆的な反応です。この酵素は、あらゆる種類の細胞に含まれています。このステップでは、グルコースはATPによってリン酸化されて、糖リン酸分子を形成します。リン酸塩に存在する負電荷は、糖リン酸塩が細胞膜を通過するのを防ぎ、したがって細胞内のグルコースに関与します。

ステップ2 ：このステップは異性化と呼ばれ、化学構造の可逆的再配置により、カルボニル酸素が炭素1から炭素2に移動し、アルドース糖からケトースが形成されます。

ステップ3 ：これはリン酸化ステップでもあり、炭素1の新しいヒドロキシル基がATPによってリン酸化され、2つの3炭素糖リン酸塩が形成されます。このステップは、解糖系への糖の侵入をチェックする酵素ホスホフルクトキナーゼによって制御されています。

ステップ4 ：これは切断反応と呼ばれます。ここで、2つの3炭素分子は、6炭素の糖を切断することによって生成されます。グリセルアルデヒド3-リン酸のみが解糖を介して直ちに進行できます。

ステップ5 ：これは異性化反応でもあり、ステップ4の他の生成物であるジヒドロキシアセトンリン酸が異性化されて、グリセルアルデヒド3-リン酸が形成されます。

ステップ6 ：このステップから、エネルギー生成フェーズが開始されます。したがって、グリセルアルデヒド3-リン酸の2つの分子は酸化されます。 -SH基と反応することにより、ヨードアセテートは酵素グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼの機能を阻害します。

ステップ7 ：ステップ6で生成された高エネルギーのリン酸基からATPが形成されます。

ステップ8 ：自由エネルギーを有する3-ホスホグリセリン酸のリン酸エステル結合は、炭素3から移動して2-ホスホグリセリン酸を形成します。

ステップ9 ：2-ホスホグリセリン酸から水を除去することで、エノールリン酸結合が生成されます。エノラーゼ（このステップを触媒する酵素）はフッ化物によって阻害されます。

ステップ10 ：ATPを形成し、ステップ9で生成したADPを高エネルギーリン酸基に移動します。

クレブスサイクルの定義

このサイクルは、 ミトコンドリアのマトリックス（原核生物のサイトゾル）で発生します。最終結果は、アセチル基がアセチルCoAとしてサイクルに入るときにCO2が生成されることです。これで、ピルビン酸が二酸化炭素と水に酸化されます。

クレブス回路は、1936年に HAクレブス（ドイツ生まれの 生化学者）によって発見されました 。サイクルはクエン酸の形成から始まるため、クエン酸サイクルと呼ばれます。サイクルには3つのカルボキシル基（COOH）も含まれているため、トリカルボン酸サイクル（TCAサイクル）とも呼ばれます。