グルコースからATPを作るための代謝経路である電子伝達系について解説します。
STEP1
解糖系
細胞質ゾルでの代謝
STEP2
クエン酸回路（TCA回路）
ミトコンドリアのマトリックスでの代謝
STEP3
電子伝達系
ミトコンドリア内膜での代謝
のSTEP３のお話になります。
電子伝達系はミトコンドリアの内膜で、水素イオンの濃度勾配を利用し、ATPを大量に合成するための代謝経路です。
ミトコンドリアの内膜に存在する代謝経路
電子伝達系は、クエン酸回路と同じくミトコンドリアに存在する代謝経路です。
もう少し正確にいえば、ミトコンドリアの内膜に存在する代謝経路です。
ミトコンドリアは二重の膜を持っていて、外側の外膜と内側の内膜があり、その内膜に電子伝達系を進行させるための酵素群が存在しているということですね。
水素イオンの濃度勾配利用してATPを生成する代謝経路
電子伝達系は、クエン酸回路で生成したNADHとFADH2を起点に進行し、最終的に大量のATPを合成することができます。
関連記事＞＞クエン酸回路の場所と代謝のポイントをわかりやすく解説
STEP1
電子と水素イオンの移動
ミトコンドリア内膜に存在する酵素によって、NADHとFADH2由来の電子と水素イオンが移動する。
STEP2
水素イオンの濃度勾配の発生
マトリックスの水素イオンが、内膜と外膜の隙間（膜間部）に移動することで、水素イオンの濃度勾配（濃度差）が発生する。
STEP3
ATPの合成
膜間部の水素イオンが、ATP合成酵素を通過し、マトリックスに戻る。このタイミングでATPが合成される。
つまり、電子伝達系では、水素イオンの濃度勾配を利用してATPを合成しているといえるのです。
このような方法でATP合成を行うことを専門用語で酸化的リン酸化といいます。
電子伝達（水素伝達）とATP合成が共役している
前述したSTEP１・２とSTEP３の代謝経路はそれぞれ別の反応です。
STEP１・２は電子と水素を移動させるための反応、STEP３はATPを合成するための反応です。
つまり、電子伝達系は異なる反応経路が２つ組み合わさっている状態です。これを専門用語で『共役』と表現します。
電子伝達系の授業まとめ
以上、電子伝達系のお話でした。
- 電子伝達系はミトコンドリア内膜に存在する
- 水素イオンの濃度勾配を利用してATPを合成する
- 電子伝達系では、電子伝達とATP合成が共役している
この３点を理解しておいてくださいね。
ツカサ
お疲れ様でした。これで解糖系、クエン酸回路、電子伝達系の勉強は終了となります！
＜参考文献＞
・基礎栄養学（改訂第5版）,南江堂,2015.
・三訂 基礎栄養学（Nブックス）,建帛社,2015.
・人体の構造と機能及び疾病の成り立ち 総論（改訂第2版）,南江堂,2013.
