同化と異化について

Question

同化と異化においてのATPの流れについて教えてください。
同化では、無機物を有機物にするときにATPが利用されると思うのですが、同化してできあがったものにはATPは含まれているのでしょうか。また、同化でできた生成物を異化するときにATPが出てくると思うのですが、これは、同化された物の中にある物なのでしょうか。よろしくお願いします。

mimorita · Accepted Answer

純粋に科学的にお話すれば、ＡＴＰは複数のリン酸を
直鎖的につなぐ「高エネルギーリン酸結合」の中に
エネルギーを備蓄します。この結合をすることで、
高位エネルギーをこの結合内に費やし、逆にこの結合を
切り離す事でエネルギーを外へ開放します。
ＡＴＰとＡＤＰという言葉がそこにありますか?
ＡＤＰに１個この結合を増やしたものがＡＴＰです。
つまり、ＡＤＰからＡＴＰになるという事は、それを作る
結合内に、エネルギーを保持したという事と考えてください。

と、いう話を前提にしてもっと砕いてお話しましょう。
同化と言う経路について、ＡＴＰと絡めてお話すると、
同化と言うのは、外からとり入れてきた色々な材料を
備蓄用にパックする事。場合によってはここでも
ＡＴＰからのエネルギー供給が必要な事もあるし、
余剰になったエネルギーでＡＴＰが出来る事もあります。
異化と言うのはこの備蓄材料から体の細胞がエネルギーとして
欲している「お料理」を作るのと同じ。(このお料理が=エネルギー)
ＡＴＰは、いわばお皿なんです。
エネルギー(=御料理)がのっていない、空のお皿がＡＤＰで、
(ＡＭＰもそうですけど、そこまで平らげるのはあまりないので)
料理ののったお皿がＡＴＰと言えるんです。
異化して出来たお料理ののったＡＴＰは体中の細胞でこの
お料理を配送して、ＡＤＰと呼ばれる空のお皿になり、次の
お料理が盛られるのを待ちます。
もう少し職業的に表現すると、同化と異化は厨房のお仕事で、
ＡＴＰはウェイターさんに当るんですよ。
つまり、お料理を持っていないウェイターさんがＡＤＰと
言う事ですね。厨房で、材料を料理用に備蓄する事が同化。
お料理を作るのが異化ならば、そこでウェイターさんを
一緒に作るわけではないですよね。
つまり、そういう関係なんです。

なんだかイメージの話ばかりでごめんなさい。参考になります?　
後は、自分で調べてみてイメージを膨らませてみよう。

noname#21649 · Answer

範囲が広すぎるので．
「何の」同化と異化か教えてください。

captainkid-hide · Answer

あまり良く分からないんですが、少しでも参考になれば、と思って書き込みました。
ＡＴＰ(アデノシン３リン酸)というのは、

＜アデニン＞―＜リボース＞―＜リン酸＞―＜リン酸＞―＜リン酸＞
　　※アデニンはＤＮＡを構成する時の塩基(Ａ，Ｔ，Ｇ，Ｃ)の一つのＡの事。
　　※リボースは糖の一種の事。ＲＮＡに使われている糖と同じもの。

という、構造をしたヌクレオチドの一種です。そして、リン酸どうしの結合が切れる時に高いエネルギーを放出します。放出すると、ＡＤＰ(アデノシン２リン酸)となり、またリン酸(Ｈ3ＰＯ4)とエネルギーとを使ってＡＴＰになる。これを繰り返します。いわば、エネルギーの専用貯蔵庫みたいなものです。ほとんどの場合、ＡＴＰはエネルギーの受け渡しだけで、自身が他の反応に参加することは無いと思います。よって、ＡＴＰの形で生成物に含まれている事は無いと思われます。(ただし、ＲＮＡの合成にはアデノシンが使用される事もある。↓参照）
　　　　ＡＴＰ　⇔　ＡＤＰ＋リン酸＋エネルギー　　・・・(1)
ここで、ＡＴＰはどこから来るのか？ということになりますよね。
＜アデニン＞―＜リボース＞の部分はＲＮＡの一部と同じですよね。よって、ＡＴＰはＲＮＡの合成にも使われるんです！このことから、推測すると、ＤＮＡやＲＮＡのヌクレオチドの合成のように作られて、ＡＤＰやＡＴＰという形で生体内を移動し、同化する時には(1)の左から右の反応が起こり、合成するエネルギーとして使用し、食物として取り入れた栄養分を分解(異化)するときは、右から左の反応を通してエネルギーを貯蔵するんではないでしょうか？

まだ、分からないところや、間違ってるとおもった所があったら質問してね！

rei00 · Answer

s-word さんは高校３年生ですね。「生物」の受験勉強でしょうか。でしたら，教科書をお持ちだと思うのですが，そこには出てきませんか。

　ネット上の参考になるペ－ジをあげておきます。「第２部　生体内の化学反応」の「第３章　異化＝呼吸」と「第４章　同化＝炭酸同化と窒素同化」をご覧下さい。

　これらをご覧になればわかると思いますが，「同化」や「異化」には直接 ATP は出てきません。

　ATP は生体内にあった ADP（アデノシンから合成されます）が「異化」の過程で生成するエネルギ－を使って作られます。

　一方，生体がエネルギ－を必要とする時には，ATP を ADP や AMP に加水分解して放出されるエネルギ－を使用します。この時生じる ADP や AMP は，ATP を合成する際に使用されます。

　いかがでしょうか。

参考URL：http://village.infoweb.ne.jp/~hispider/biology/titlepage.htm

noname#21649 · Answer

植物における炭酸同化と炭酸異化とのお話なので．
今の教科書に物質の構造などが記載されているかいないか．不明ですが
ＡＴＰ   アデノシントリホスフェート  アデノシン３燐酸
ＡＤＰ   アデノシンジホスフェート  アデノシン２燐酸
という物で．アデノシン（巨大な分子量の有機物）に燐酸が２つついているか．３つついているかの違いです。
一方．炭酸同化で生成する物質は．６単糖なんとか燐酸（６たんとう１燐酸．６たんとう２燐酸とか）です。（普通の一般向け説明では．燐酸を省略して書いてある場合が多いです。また．結合しているのは燐酸だけではなく．正体不明の巨大分子（担体）が結合しているようです）。
この時点では．ＡＴＰに含まれていた燐酸をどこかについています。アデノシンと２つの燐酸はどこかに流れていき．ある場所（特定の酵素がある位置）で燐酸と結合して．再度ＡＴＰになり利用されます。

この中間体（６たんとうなんとか燐酸等）が．直接異化に使われると．ＡＴＰの一部分の燐酸がつながっていますので．このつながっている燐酸をＡＤＰが取り込んで．ＡＴＰになる場合は．利用されたＡＴＰの一部が取り出されたことになるでしょう。
ただし．出てくるものは．燐酸だけです。ＡＴＰが直接中間体に結合していることはありません（アデノシンが結合していない）。
また．中間体が利用される可能性は比較的低く（化学平衡となっている反応中間体で．かつ．同化と異化において共通の部位（たとえは膜表面の同じ酵素）を使う場合．や．中間体が移動できる範囲にそれぞれの酵素が存在する必要がある）．生成物（ぶどう糖等）が利用されている場合には．ほとんど燐酸が残っていません。生成物を利用する場合には．燐酸すらも利用されるのはまれです。
燐酸の動きは．私が生化学に関係していたころ（１０－２０ねんまえ）では．反応が早すぎて何がなんだかわからないのが現状でした。したがって．実際と異なる場合があります。

最後に．一つ．炭酸異化（呼吸）では
＞異化するときにATPが出てくる
のではなく．異化するときに．ＡＤＰからＡＴＰを作るのです。
この時に必要な燐酸は．多くの場合きしつ（酵素の周りの液体状のもの）中に溶けている無期燐酸を取り込みます。
または．後の反応で利用するように．最初の頃の反応で無機燐酸を結合させて．後になって．燐酸をＡＤＰに移動します。

漢字が思うように変換できません。間違った漢字を使っている場合がありますので．辞書で確認してください。

noname#21649 · Answer

＞同化と異化に置いてのATPの関係についてお聞きしたかったのですが、ADPという物を理解しないと行けないのでしょうか。すいません、

入試程度として

ＡＴＰ →   →ＡＤＰ
        （訳の分からない化合物が中間にできて）
原料  →    →製品

で十分ではないでしょうか。（ＡＴＰからＡＤＰができる。同時に原料から製品ができる程度の内容）エネルギー保存則により．原料の合計と製品のエネルギー総量は同じでなければなりません。しかし．原料よりもエネルギーを多くもつ製品を作る場合には．エネルギーを与えなければなりません。これがＡＴＰであり．エネルギーを与えた後．みずからはエネルギーの低いＡＤＰの形態になるのです。「触媒」とは厳密な意味では異なりますが．生体全体で見るとＡＤＰからＡＴＰを合成する部分もありますので．広い意味での「触媒」という説明が合った時期もあります。
入試が関係ないのであれば．ＡＴＰの構造．生成物の構造の話を理解する必要がありますが．生化学を専門とする大学生程度．または．生化学に関係する大学院生程度の内容になってしまいます。したがって．「大学入試程度」の場合には．「構造を理解する」必要があるかどうか．わかりません。

＞センター試験に生物を勉強しているの
センター入試には多分でないでしょう。生物系大学によっては出す場合がありますが。

ただ．私の入試の知識は子供の受験（せんたー入試の前の共通一次の前の各大学が個別に試験をしていた）の頃の話となるので．現在の水準とは異なります。したがって．「入試の回答として適切であるか」はわかりません。

同化と異化について

範囲が広すぎるので．

この回答への補足

あまり良く分からないんですが、少しでも参考になれば、と思って書き込みました。

s-word さんは高校３年生ですね。

純粋に科学的にお話すれば、ＡＴＰは複数のリン酸を

植物における炭酸同化と炭酸異化とのお話なので．

＞同化と異化に置いてのATPの関係についてお聞きしたかったのですが、ADPという物を理解しないと行けないのでしょうか。

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　s-word さんは高校３年生ですね。