ペントースリン酸サイクルは2つの経路に大別されるらしいんですが、大きく2つという時、どうやって答えたらいいのでしょうか?また、それぞれの経路の役割を生物学的観点から述べる時、どういう風に答えるべきなのでしょうか?

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A 回答 (4件)

直接的な回答ではありませんが、以下の参考URLサイトは如何でしょうか?


「Pentose Phosphate Pathway」

ご参考まで。

参考URL:http://www.hfni.gsehd.gwu.edu/~mpb/pentphos.htm
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ume pyonさん、akiyamaharukaさんのおっしゃってるのはいわゆる酸化的ペントースリン酸回路の2つの過程(非可逆過程と可逆過程)のことですね。

動物の肝臓や白血球、乳腺など(あと、一部の微生物や植物)で見られる代謝経路です。

「ペントースリン酸経路」と名のつくものは広義にはもう一つあるかと思います。植物や藻類、光合成細菌の葉緑体に存在し、光合成によって炭酸固定を行う経路。こちらは還元的ペントースリン酸回路と呼ばれています。リブロース1,5ビスリン酸が二酸化炭素を取り込み2分子の3-ホスホグリセリン酸になり、解糖系の逆をたどって(補酵素が若干違ったりしますが)ヘキソースになるというもの。5炭糖がエネルギーを使って6炭糖になるわけですね。生物学的観点は上記の通り炭酸固定です。光合成の基本回路ですので生化学の本を見れば詳しく載ってると思います。

こちらは反応過程でリブロース1,5ビスリン酸のもとであるリブロース5リン酸ができ、二酸化炭素を取り込みつつ回路として回っているので回路と言い、それにあわせてもう一つのペントースリン酸経路である酸化的ペントースリン酸経路のことも回路というんだと理解しております。違うかもしれませんが。
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ペントースリン酸経路の二つの経路については、ume pyonさんがお答えになっている2つの経路で良いと思います。


(1)を酸化過程(2)を非酸化過程と呼びます。
さてそれぞれの役割を生物学的観点で答えるということが答えられていませんのでそれを中心に。
(1)では還元力が必要な生合成反応に供給するということです。これはわかりやすいですね。

(2)については種種の糖リン酸を作ることになります。
経路における中間産物はお手元の資料でみていただくとして、使用例をいくつかあげますと、リーボース-5-リン酸から、5-ホスホリボシル1-ピロリン酸が作られ、これがヌクレオチド、ヒスチジンの合成材料になります。
エリトロース-4-リン酸はホスホエノールピルビン酸と縮合し、3-デオシキD-アラビノヘプツロン酸7-リン酸となり、シキミ酸経路で代謝され、芳香族化合物の材料になります。

おまけですがペントースリン酸サイクルと呼ばれておりますが
この反応はカルビンサイクル、TCAサイクルと異なりサイクルとして働く
割合は極めて少ないとのこと。
ゆえにペントースリン酸経路と呼ばれるようです。
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なんか、質問の答えとはずいぶんかけ離れているような・・・。

違ってたらゴメンナサイ。何せ、私は応用化学科2年のガキですから。多分、もっとすばらしい回答は他の方がして下さると思います。あくまで参考程度に。

ペントースリン酸サイクルは、次の2つの過程に分けられます。
(1)補酵素NADPHの生産過程
(2)単糖の相互変換過程(ペントースリン酸をヘキソースリン酸に変える過程)
※ペントース:五員環、ヘキソース:六員環

◆(1)について
生体内で複雑な化合物を合成する過程では、ATPだけでなく強い還元力が必要となります。この還元力を提供する化合物がNADPHという補酵素です。これは、NADP+の還元によって作られます。
グルコース(六員環)リン酸にH2O条件下でNADP+が作用すると、NADPHができるとともに、グルコースも開環してCOO-という官能基が出現します。ここに再びNADP+が作用すると、COO-はCO2となって放出されます。すると、グルコースはリブロース(五員環)リン酸になります。

結局、1つのグルコースから出発して、2つのNADPHが生産されると同時にペントースリン酸も生産されるのが特徴です。


◆(2)について
今度は、このリブロースリン酸を出発点として、2つの酵素(トランスケトラーゼとトランスアルドラーゼ)が働くと、リブロースリン酸2分子から、フルクトース(六員環)リン酸ができます。この反応を炭素に注目して考えると、リブロースリン酸(炭素は5個)2分子に酵素が作用すると、炭素が6つのフルクトースリン酸と、炭素が4つのエリトロースリン酸という2つの化合物が生まれます。
また、このエリトロースリン酸とリブロースリン酸は、酵素(トランスケトラーゼ)の作用により、炭素が6つのフルクトースリン酸と、炭素が3つのグリセルアルデヒドリン酸という2つの化合物に別れます。
さらに、このグリセルアルデヒドリン酸が2つ集まると、解糖系の逆行(糖新生)でグルコースリン酸ができます。


----------------------------
以上の(1),(2)をまとめて考えてみましょう。
まず、グルコースが6個あったとしましょう。これが(1)の経路により、12個のNADPHと6個のCO2、6個のペントースになります。
そして、この6個のペントースが(2)の経路をたどるとどうなるでしょうか。
5+5 → 6+4 ・・・(1)
4+5 → 6+3 ・・・(2)
3+3 → 6 ・・・(3)
上の計算は、反応式を簡略化して、炭素数のみを示したものです。まず(1)が起こると連鎖的に(2)も起こります。この時点で、ペントース3つから、グルコースが2つ、グリセルアルデヒド(炭素が3つ)が1つ生産されたことになります。そして、(1)と(2)がそれぞれ2回ずつ起きた場合、グリセルアルデヒドが2つになり、これが糖新生に入り(3)の反応を起こします。つまり、グルコースが1つできるのです。
これをトータルすれば、6つのペントースから5つのグルコースが生産されるのです。

グルコース6個から、グルコース5個とNADPHが12個とCO2が6個生産されたということは、結局グルコース1個が分解されて、6個のCO2と12個のNADPHに還元したことと同じなんですね。(この際、6つのATPを消費しています)




この過程がペントースリン酸サイクルの全容です。まあ、詳しくは参考書なりを見て下さい。
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この回答へのお礼

本当にありがとうございました。助かりました!実は私は応用生物科学科の未熟者1年生なのです。ここまで詳しく教えてもらって感謝してます。本当にありがとうでした。

お礼日時:2001/01/10 09:23

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No.1です。
お使いになっている教科書は医学書院の「系統看護学講座・・・生化学」という本でしょうか? (他にもあるようですが。。。)
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もしかしたらお使いになっているのはこの本と違うかもしれませんが、いずれにしても看護学校の生化学の教科書は、それほど大差はないと思いますので、この本について感じたことをいくつか挙げてみます。

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これをどのくらいの時間をかけて学ぶのでしょうか?
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しかし、そうなると、当然「ここが重要」というポイントがあるはずです。それは授業の中で先生が力を入れて説明されると思います。とりあえず学校での試験を乗り切るには、授業の内容(ノート)を理解することでしょうね。試験の過去問を先輩に聞いてみるのもよいと思います。そして、重要なところを理解するために必要な部分の説明を教科書で読んで補うというのが、とりあえず有効かと思います。

重点はやはり代謝ですね。解糖・クエン酸回路などはそのなかの最重要項目の一つでしょう。
しかし考えてみると、生化学を職業としている人でも、クエン酸回路を本を見ないで全部すらすら書けるという人がどれほどいるか、あやしいものです。これが専門という人は別として、その他の多くの人は、ごく大雑把に覚えている程度だと思います。

例えば解糖・クエン酸回路で何が重要なのか?

解糖は、主要な栄養源であるグルコース(ブドウ糖)をピルビン酸にまで分解し、その過程で発生したエネルギーをATPとして蓄えます。ここまでは酸素を必要としません。地球上に酸素が乏しかった頃に現れた原始的な生物(嫌気性細菌)でも解糖系の酵素は持っています。

しかし、酸素を強力な酸化剤として利用できるように進化した生物はピルビン酸をさらに完全に酸化して、CO2とH2Oに変えることができるようになりました。これによって、解糖系だけの場合に比べて、はるかに多くのエネルギーを生産することができるようになりました。
解糖系だけで生産されるATPの量と、解糖系 + クエン酸回路で生産されるATPの量を比較すれば、そのことがはっきり理解できると思います。

反応そのものについてですが、ピルビン酸は補酵素A(CoASN)と反応してアセチルCoAとなり、これがオキサロ酢酸と反応してクエン酸になります。ここから回路が1回転して、オキサロ酢酸→クエン酸に戻ります。
いま私が名前を挙げた物質は最低限覚えるべきものだと思います。途中は省略して、いま名前を挙げた物質だけで代謝の図を描いてみてください。それで最低限クエン酸回路の意味はわかると思います。
これ以上どこまで詳しく覚えなければいけないかは、教える先生しだいだと思います。

参考書に関してですが、教科書とか参考書というような、「硬い」本だけでなく、例えば講談社ブルーバックスのように、素人(+α)程度の人を対象として書かれた本が、たくさんあります。物語風に書かれているので、割りに抵抗なく読めると思います。この「抵抗なく読める」ということが重要なのです。生化学は難しいと言う心理的なバリアー(実際難しいのですが)を除くことがまず先決ですから。
素人相手の本でも、案外バカにならないですよ。
私も専門外のことについて、手っ取り早く勉強したいときは、こういう本をよく読んでいます。

生化学ではいくつかの約束ごとのようなものがあって、例えば、リン酸化反応は、物質にエネルギーを蓄える(活性化する)反応で、逆にリン酸を放出した物質はそれによってエネルギーを他の物質に与えます。(つまり活性化する。)
こういうことを覚えるだけでも、かなり話の流れが読めるようになります。

>何も理解できません。

ということですが、お気持ちはわかりますが、これだとアドバイスするのが難しいです。
具体的に、例えばDNAについてとか、酵素について、こういうところがわからないと具体的に問題を絞って質問していただけると、もう少しお役に立てるかと思うのですが。。。

また質問があれば、私のわかる範囲でしたら回答します。
がんばってください!

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Q糖質代謝のATP量について

グルコースやグリコーゲンの分解によって生じるATP産生量ついてわからなくなってしまったので質問します。

グルコース1molが解糖系、クエン酸回路系、酸化的リン酸化によって異化されることで生じる総ATPは32mol(リンゴ酸アスパラギン酸シャトルを用いた時)か30mol(グリセロールリン酸シャトルを用いた時)と教科書に書いてあります。

グリコーゲンの場合は、1molのグルコースがグルコース-6-リン酸になる際に1ATP使うのに対して、グリコーゲンはグルコース-1-リン酸を経由してグルコース6ーリン酸になるのにATPを使わないので、グリコーゲン1molから生じるATP量は グルコースから得られる総ATP数+1をして、33mol(リンゴ酸アスパラギン酸シャトル)か31mol(グリセロールリン酸シャトル)を生じる、という考えで良いのですか??

あと もう一つ質問なのですが、私の教科書では好気的条件下では1molグルコースから25molのATPを生じるとあったのですが、教えてgooのATP関連の他の質問を見ている時に、どなたかの質問内容に好気呼吸で38mol生じるとありました。

それを見るまでは好気的条件下=好気呼吸と思っていたのですが、この2つは全然違うものなのですか??

教えてください。お願いします。

グルコースやグリコーゲンの分解によって生じるATP産生量ついてわからなくなってしまったので質問します。

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Aベストアンサー

的を射た回答になるかどうかわかりませんが、

高校生物などではたしかに、グルコース一分子当たり38 ATPとならいました。

しかし、これは実際には細胞内では起こらないATP合成の過程を含めて、全てのエネルギー物質のもつエネルギーをATP数に換算しただけのものです。

38 ATPとするのは、
解糖系:
2 ATP
2 NADH

TCA回路:
1 NADPH
3 NADH
1 FADH
1 GTP

が産生され、NADH, NADPHを3 ATP当量、FADHを2 ATP当量、GTPを1 ATP当量として計算したものです。

ところが、
1. 解糖系で細胞質中に生じるNADHは、そのままではミトコンドリア膜を透過できない。FADHに転換されてからミトコンドリアに取り込まれ電子伝達系で使われるので、NADH->FADH->2 ATP当量となる。

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3. GTPをATPとして数えている。

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的を射た回答になるかどうかわかりませんが、

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解糖系:
2 ATP
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TCA回路:
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3 NADH
1 FADH
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ところが、
1. 解糖系で細胞質中...続きを読む

Qヌクレオチドとヌクレオシドの違い

光合成の炭素固定のところで
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Aベストアンサー

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デオキシリボヌクレオシドリン酸がデオキシリボヌクレオチドです。

Q極大吸収のモル吸光定数を求めたいです

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(↑7.22543×10^-6mol/Lでした)

光路長5センチのセルで紫外可視吸収スペクトル測定したら、

272nmに吸光ト度0.933の極大吸収が観測された。
この極大吸収のモル吸光定数を求めなさい。
(回答は常用対数で示せ)

という問題があって
私はこおゆう問題を初めて解くのですが自分なりにやってみたら

ε(max)=0.933/(7.22543×10^-6mol/L×272×10^-7センチ)=4747325846

ってすごく大きい数字になったし、
セルの層長5センチを計算に使ってないし、

パニックです。

アドバイスお願いいたします♪

Aベストアンサー

 No.1です。風呂に入っていたら、No.2さんがご回答してくださっていました。

>5センチに変えて計算したら、25825.4526になりました…
>なんか数大きいので不安です。

 計算結果には自信を持ちましょう。
 ところで、このような物理量の計算の時には、単位も忘れずに書いてください。「物理量=数値×単位」という自然法則があって、書くときには数値と単位の間に一文字分のスペース(空白)をあけて書く決まりになっています。
 No.2さんが書いてくれていますが、Lambert-Beerの法則(ランバート-ベールと読んだりランベルト-ベールと読んだりします)は、次のように書けます。
A = εcl
 A…吸光度。A = -log (I/I0) = log (I0/I)
 ε…モル吸光係数(質問文では「定数」と書いているものです)
 c…モル濃度。
 l…光路長。質問文の「層長」、No.2さんの厚さdと同じです。

 この問題の場合、εを求めるので、ε = …の形にして、各量の値を代入します。
ε = A/cl
 = 0.933/(7.225×10^(-6) mol・L^(-1)×5 cm)
 ≒ 2.58×10^4 mol^(-1)・L・cm^(-1)
ですね。 色素の極大吸収波長でのモル吸光係数の値は、10^4~10^5 mol^(-1)・L・cm^(-1)程度になりますので、妥当な値です。

>私は層長5センチのとこを波長で計算していたということですか?

 その通りです。上の式をしっかり理解して覚えてください。

 No.1です。風呂に入っていたら、No.2さんがご回答してくださっていました。

>5センチに変えて計算したら、25825.4526になりました…
>なんか数大きいので不安です。

 計算結果には自信を持ちましょう。
 ところで、このような物理量の計算の時には、単位も忘れずに書いてください。「物理量=数値×単位」という自然法則があって、書くときには数値と単位の間に一文字分のスペース(空白)をあけて書く決まりになっています。
 No.2さんが書いてくれていますが、Lambert-Beerの法則(ランバ...続きを読む

Q核分裂について(MITOSISとMEIOSISの違い)

MITOSISとMEIOSISの違いがよくわかりません。両方分裂するのはわかるのですが、その違いがよくわからないので詳しく教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

最初、物理の原子核分裂かと思いました。生物の細胞分裂ですね。

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MEIOSIS - 減数分裂 染色体の対になるものが別になり元の半分になる分裂
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