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

クエン酸回路アイキャッチ

グルコースからATPを作るための代謝経路であるクエン酸回路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STEP2のお話になります。
クエン酸回路は、好気的条件下でミトコンドリアで進行する代謝経路で、NADH+HとFADH2が生成します。

ミトコンドリアに存在する代謝経路

細胞質ゾルとミトコンドリア

クエン酸回路は、細胞内のミトコンドリアのマトリックスに存在する代謝経路です。

クエン酸回路は好気的条件下で進行する

解糖系の代謝

クエン酸回路は細胞内に酸素がある場合、つまり好気的条件下で進行します(ただし、酸素と化学反応を起こしているわけではありません)。

細胞内にグルコースが取り込まれると、解糖系が進行しピルビン酸が生成します。

この記事(解糖系の場所と代謝のポイントをわかりやすく解説)で勉強したように、ピルビン酸が生成したタイミングで細胞内が嫌気的条件下であれば、細胞質ゾルでピルビン酸から乳酸が生成します。

しかし、細胞内が好気的条件下の場合は、ピルビン酸がミトコンドリア内に侵入し、ピルビン酸からアセチルCoAが生成します。

このアセチルCoAを起点として、クエン酸回路が進行することになります。

NADH+H、FADH2を生成する代謝経路

クエン酸回路は、NADH+HとFADH2を生成するための代謝経路といえます。

クエン酸回路の代謝

クエン酸回路は以下の流れで進行します。

STEP1
ピルビン酸からアセチルCoAが生成
ピルビン酸脱水素酵素の作用により、ピルビン酸からアセチルCoAが生成。
STEP2
アセチルCoAからクエン酸が生成
アセチルCoAとオキサロ酢酸が縮合し、クエン酸が生成。
STEP3
NADH+HとFADH2が生成
クエン酸を起点にいろんな物質を代謝していく過程でNADH+HとFADH2が生成
補足説明
NADHはナイアシンが原材料、FADH2はビタミンB2が原材料。

ちなみに、ピルビン酸脱水素酵素の補酵素はビタミンB1です。詳しいお話は『ビタミンB1の生理作用と欠乏症_糖質の代謝に関わるビタミン』でしています。

 

クエン酸回路で作られたNADHとFADH2は、ミトコンドリア内膜に存在する電子伝達系で、ATP合成の材料として使われることになります。

そのお話は『電子伝達系の場所と代謝のポイントをわかりやすく解説』で詳しく解説しています。

ATPは生成せず、GTPが生成する

クエン酸回路では、NADH+HとFADH2は生成しますが、ATPは合成されていません。

その代わり、GTPと呼ばれる物質が生成しています。

このGTPはATPに変換可能なので、間接的にATPを生成していることになります。

クエン酸回路の授業まとめ

以上、クエン酸回路のお話でした。

  • クエン酸回路はミトコンドリアに存在する
  • 好気的条件下で進行する
  • NADH+HとFADH2が生成する
  • GTPが生成する

この4点を理解しておいてくださいね。

ツカサ

クエン酸回路の次は電子伝達系を勉強しましょう!

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