「夫を成功」へ導く妻の秘訣 座談会

こんばんは。
生物を勉強している中で、どうしてもわからないことが出来てしまったのですが、おわかりの方教えて頂けませんか。
好気呼吸の解糖系、クエン酸回路、電子伝達系の中で、無酸素状態にすると停止する反応は、クエン酸回路と電子伝達系と言われています。反応式に酸素が入っている電子伝達系が無酸素状態で停止してしまうのは理解できるのですが、なぜ反応式自体に酸素を必要としないクエン酸回路まで無酸素にすると停止してしまうのでしょうか。
よろしくお願い致します。

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A 回答 (3件)

どうも大学生です。


生物を勉強中ということで簡単に説明します。

まず代謝経路は様々な経路がつながってできていますよね?クエン酸回路というのは補酵素を利用したアセチルCoAの酸化なのですが、この補酵素がNAD+とQなのです。これらは電子伝達系でNADHおよびQH2を酸化することにより生成するのですがここでO2がいるわけです。つまりO2がないとNAD+とQが生成できないわけですからクエン酸回路も止まりますよね?
ちなみに解糖系でもNAD+は使いますが、これは無酸素状態においてはピルビン酸が乳酸になる経路をとり、NADHからNAD+を作るので、無酸素でも反応は止まらないということです。

簡単ですが、これを参考に詳しく勉強してみてください。それでは
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この回答へのお礼

丁寧な解答ありがとうございました。とても参考になりました。
クエン酸回路と電子伝達系のかかわりもよくわかりました。
自分でももう少し詳しく調べてみます。ありがとうございました。

お礼日時:2009/09/26 18:53

結論を先にいうと「クエン酸回路自身には酸素を必要とする反応は存在しないが, 『酸素がないと止まってしまう』反応が存在する」ということだと思います. 以下ちょっと調べたところで:


まず, 電子伝達系で酸素が必要なのは最後の複合体IV です. で, 普通「電子伝達系」といえば NADH から複合体I→複合体III→複合体IV の順に反応が進行します.
数字が飛ばされてしまった「複合体II」ですが, これは「コハク酸をフマル酸に酸化し, ここで出てきた 2個の水素を FAD 経由で CoQ に渡す」働きをします. そして, 還元型の CoQH2 を使って複合体III, IV へと反応が進んでいきます. ということは, 酸素がないとこの「複合体II→複合体III→複合体IV」という反応も停止してしまいます.
問題はこの「複合体II」で, これは実はクエン酸回路中「コハク酸+FAD→フマル酸+FADH2」の反応にかかわる酵素であるコハク酸デヒドロゲナーゼそのものです (この FADH2 の水素は同じ複合体II の中で CoQ を還元するために使われる).
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この回答へのお礼

解答ありがとうございました。とても参考になりました。
クエン酸回路と電子伝達系のかかわりがよくわかりました。
自分でももう少し詳しく調べてみます。ありがとうございました。

お礼日時:2009/09/25 22:30

電子伝達系が動くための素材はクエン酸回路から供給されています。

この素材が使われなくなると溜まってくるので、おそらくいろいろな経路でクエン酸回路を抑制する機構が作動すると思います。
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この回答へのお礼

解答ありがとうございました。参考になりました。
素材が使われないで溜まる可能性もあるように感じます。
ありがとうございました。

お礼日時:2009/09/25 22:32

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Q好気呼吸と嫌気呼吸の違い

好気呼吸と嫌気呼吸の違いってどんなものなのでしょうか?また「発酵」反応の種類ってどんなものがあるんでしょうか?教えてください。

Aベストアンサー

好気呼吸とは我々が行う呼吸の事で、
有機物(グルコース:ブドウ糖とか)を酸素を使って分解しエネルギーを取り出します。
好気呼吸の特徴は有機物を水と二酸化炭素まで完全に分解できることで、
有機物1g当たりで得られるエネルギーが大きいです。

嫌気呼吸とは酸素を使わず有機物を分解する代謝で、
有機物を完全に分解することは出来ません。
従ってエネルギーの効率が悪く老廃物として有機物が残ります。

発酵とは微生物(細菌orカビ)の行う呼吸のことで、ほぼ「腐敗」と同義語です。
一般的には人間の役に立つ微生物の呼吸を発酵、
人間の役に立たない微生物の呼吸を腐敗と呼びます。

発酵は一般的に人間の役に立つ物質を生産しますから、
生産する物質の名前を取って、アルコール発酵などと呼ばれます。

Q好気呼吸で発生するATP量は、36?38?

グルコース1分子を好気呼吸で完全に分解した場合、高校生物の教科書では38ATPが発生すると書い
たいたはずですが、今日大学レベルのことが書いて
あるホームページを見たところ、36ATPという
記述が見られました。1つではなくたまたま見たと
ころ2つともです。
これはどういうことか教えて下さい。

なお説明は多少専門的でも構いせん。
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

我々ヒトでも,臓器により違いがあります。解糖系で生じた2 NADHをミトコンドリア内に輸送する仕組みが二つあります。筋肉ではグリセロールリン酸シャトルで輸送します。この際には2 NADH → 4 ATPとなります。肝臓・心臓・腎臓ではリンゴ酸・アスパラギン酸シャトルで輸送します。これは2 NADH → 6 ATPとなります。つまり筋肉では36 ATP,肝臓・心臓・腎臓では38 ATPとなります。運動生理学関係の成書は以上の理由から筋肉での36 ATPを使っているものが多いと思います。

ただし,これらはNADH →3 ATP,FADH2 → 2ATPとして計算したものです。現在はNADH → 2.5ATP,FADH2 → 1.5ATPと計算する成書も多くなってきました。これですと32 ATPとなります。ここら辺は現在でも議論のあるところのようです。シャトルについては下記を参考にしてください。

○ミトコンドリア輸送系
http://hobab.fc2web.com/sub4-mitochondrial_transporter.htm

Q酸化的リン酸化ってなんですか?

よく見かけるのですがいまいち分からないで使ってます。
どなたか分かりやすくおしえてください。おねがいいたします。

Aベストアンサー

ミトコンドリアの電子伝達系におけるATP生成反応の様式を指して「酸化的リン酸化」といいます。電子伝達系においてNADHから渡された電子が酸素に受け渡されるまでの一連の反応に共役して{ADP+Pi→ATP}となるのでこのように表現します(電子受容体である酸素が消費される=酸化反応)。

これに対して、解糖系におけるATP生成反応は代謝物(基質)のリン酸基がADPに転移する反応であり、その様式は「基質レベルのリン酸化」と呼ばれます。教科書などでは「酸化的リン酸化」と対比的に説明されることが多いようです。

また、植物の葉緑体における光エネルギーを用いたATP生成反応の様式を「光リン酸化」と呼びます。

おおづかみのとらえかたとしては
ATP生成反応について

解糖系:基質レベルのリン酸化
ミトコンドリアの電子伝達系:酸化的リン酸化
葉緑体の電子伝達系:光リン酸化

という感じです。

(蛇足)
TCA回路の{スクシニルCoA→コハク酸}の反応に共役する{GDP+Pi→GTP}の反応も基質レベルのリン酸化です。ATP生成反応に限った話ではないということです。とはいえ、だいたいはATPのお話に関連しています。

ミトコンドリアの電子伝達系におけるATP生成反応の様式を指して「酸化的リン酸化」といいます。電子伝達系においてNADHから渡された電子が酸素に受け渡されるまでの一連の反応に共役して{ADP+Pi→ATP}となるのでこのように表現します(電子受容体である酸素が消費される=酸化反応)。

これに対して、解糖系におけるATP生成反応は代謝物(基質)のリン酸基がADPに転移する反応であり、その様式は「基質レベルのリン酸化」と呼ばれます。教科書などでは「酸化的リン酸化」と対比的に説明されることが多いようです...続きを読む

Q原核生物と真核生物の違い

原核生物と、真核生物の違いについて教えてください(><)
また、ウイルスはどちらかも教えていただけると嬉しいです!

Aベストアンサー

【原核生物】
核膜が無い(構造的に区別出来る核を持たない)細胞(これを原核細胞という)から成る生物で、細菌類や藍藻類がこれに属する。

【真核生物】
核膜で囲まれた明確な核を持つ細胞(これを真核細胞という)から成り、細胞分裂の時に染色体構造を生じる生物。細菌類・藍藻類以外の全ての生物。

【ウイルス】
濾過性病原体の総称。独自のDNA又はRNAを持っているが、普通ウイルスは細胞内だけで増殖可能であり、ウイルス単独では増殖出来ない。



要は、核膜が有れば真核生物、無ければ原核生物という事になります。

ウイルスはそもそも細胞でなく、従って生物でもありませんので、原核生物・真核生物の何れにも属しません(一部の学者は生物だと主張しているそうですが、細胞説の定義に反する存在なので、まだまだ議論の余地は有る様です)。



こんなんで良かったでしょうか?

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
デオキシリボヌクレオチド、デオキシリボヌクレオシド
というものが出てきました。
これって同じものではみたいです。何が違うんでしょうか?
          

Aベストアンサー

ヌクレオシドは糖に塩基がついたもの、ヌクレオチドはそれにリン酸がついたものです。

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原核生物と真核生物

原核生物と真核生物の遺伝情報発現機構の相違点について分かることがあれば教えて下さい。

Aベストアンサー

結構たくさんあるのですが。

まず、転写。原核生物も真核生物もはRNAポリメラーゼがDNAを転写しますが、原核生物はイントロンを含まないmRNAができます。真核生物はエキソン(タンパク質コードする領域)とイントロン(コードしない領域)を含むmRNA前駆体なるものを作ります。この前駆体はスプライシングという操作を受けて、イントロンが切り離されます。さらに、5'末端にキャップ構造を、3'末端にアデニンがたくさん連なったpolyAを付加されます。これで真核生物のmRNAが完成します。

原核生物は核を持たないので細胞質で直接転写が行われ、その場でリボソームにより翻訳されます。しかし、真核生物は核で転写が行われるため、リボソームが翻訳をするためには核の外にmRNAが出ないといけないのです。キャップ構造は、核の外に出ていいよというシグナルの役割を果たすといわれています。

また、原核生物ではひとつのmRNAが複数の関連のあるタンパク質を同時にコードしているポリシストロン性が見られますが、真核生物では通常ひとつのmRNAからは一種類のタンパク質しかできません(モノシストロン性)。原核生物はこうして複数のタンパク質を同時に発現することですばやく環境に適応できます。

非常に簡単な説明でしたが、詳しいことはご自分でお調べになってくださいな。がんばってください!

結構たくさんあるのですが。

まず、転写。原核生物も真核生物もはRNAポリメラーゼがDNAを転写しますが、原核生物はイントロンを含まないmRNAができます。真核生物はエキソン(タンパク質コードする領域)とイントロン(コードしない領域)を含むmRNA前駆体なるものを作ります。この前駆体はスプライシングという操作を受けて、イントロンが切り離されます。さらに、5'末端にキャップ構造を、3'末端にアデニンがたくさん連なったpolyAを付加されます。これで真核生物のmRNAが完成します。

原核生物は核を持た...続きを読む

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。

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...続きを読む

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。

2. NADPHは、生合成系の還元剤、反応エネルギーの供与体として使われ、ATP産生にはまず使われることはない。

3. GTPをATPとして数えている。

以上を考慮すれば、38 ATPより6 ATP少なくなります。

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...続きを読む

Q標準自由エネルギー変化について教えてください。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
質問2:ΔG゜とはそもそも何を表しているのですか?(僕自身の薄学では生成側にそれだけエネルギーが偏っている?)
質問3:ΔG゜=-AとするとAが大きいほど反応は進みやすのでしょうか?(これ本当に分かりません・・)

自由エネルギー変化ΔGについてです
ΔG=ΔG゜+RTlnK
aA+bB⇔cC+dDと言う反応ではモル分圧平衡定数とするとK=([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)
です。
質問4:そもそもΔGとは何を表現しているのですか?平衡だとΔG=0となる。これはどういうこと?
質問5:ΔG゜=-RTlnKですが、通常ΔGというとみんなこの方法で算出してしまいます。ここで標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGをごっちゃにするとエライ事になりそうですが・・・
質問6:ΔG=ΔG゜+RTln([P_C]^c・[P_D])^d÷([P_A]^a・[P_B]^b)でよく25℃、1atmの濃度や分圧を入れてΔGを出してますが、これはどう解釈したらよいのでしょうか?その濃度や分圧のときの自由エネルギーということ?でもそれなら25℃、1atmの生成ΔGfから算出したΔG゜とΔGが同じにならないとおかしくありませんか?
質問:そもそも上記の考え方にどこかおかしいから悩んでいるので、指摘していただけたら幸いです。

お願いします。
基礎中の基礎です。しかし混乱してます
標準自由エネルギー変化ΔG゜と自由エネルギー変化ΔGの違いが分かりません。

まず標準自由エネルギー変化ですが
aA+bB⇔cC+dDと言う反応があると
ΔG゜=各物質の生成ΔGfの合計=[c×ΔGfC]+[d×ΔGfD]-[a×ΔGfA]-[b×ΔGfB]だと思うのですが・・・
質問1:ΔG゜<0ですと反応は右に進まないはず。でもなぜ?
質問2:ΔG゜とはそもそも何を表しているのですか?(僕自身の薄学では生成側にそれだけエネルギーが偏っている?)
質問3:ΔG゜=-Aとすると...続きを読む

Aベストアンサー

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べるのは大変なので
変化量を指標に用いていることは同じですが、標準生成自由エネルギーは、すべての元素が標準状態にあるとき自由エネルギーを0として、それらの単体から生成される化合物を上記の式を使って計算した物です。

反応が自発的に進むためにはΔGがマイナスでなければなりません。
ΔGは自由エネルギー変化です。
標準生成自由エネルギーΔG゜とは違います。
-RTlnK=ΔG゜ という関係から ΔG゜が負の時はKが1よりも大きい事を意味し、正の時には、その反応が進まないということではなくKが1よりも小さいことだけを意味します。
ΔG゜が大きな正の値をとるとKは著しく小さくなり、平衡点は原系の方に極端に片寄ることを意味しています。
ΔG゜=0ならばK=1ということです。

>平衡になったときのモル分率やモル濃度を入れると、当然RTlnKは
>-ΔG゜と同じになるはずですよね?

ΔG=ΔG゜+RTlnKですよね。平衡状態ではΔG=0なので、
RTlnK=-ΔG゜ または -RTlnK=ΔG゜で間違いないと思います。

>一般的にΔG゜って各物質の生成ΔGfの合計から算出するじゃないですか?

違うと思います。
ΔG゜=ΣΔGf゜(生成物)- ΣΔGf゜(反応物) だと思います。

標準生成自由エネルギーと自由エネルギー変化を混同しては行けません。
自由エネルギーやエンタルピーの絶対値を調べる...続きを読む

Qヌクレオチドと、核酸の意味教えてください

今栄養学を勉強しています。多分どこかで聞いたんでしょうね?昨日夢の中で「核酸」「ヌクレオチド」って言葉だけがポッと浮かんだんで気になってしかたありません。朝から教科書やネットで調べる物の難しくて理解が出来ないんです。だれか簡単に説明してくださると助かるのですが・・・。
 ヌクレオチドって、リボースの事ですか?(糖類になるのかな?)
 核酸って、糖と酸がくっついた物?
ん~~わからない・・・。

Aベストアンサー

核酸というのは、具体的にはDNAやRNAで、生物の遺伝情報を記録している物質です。
 DNA:二重らせん。塩基がA,G,C,Tの4種類、糖がデオキシリボース。遺伝情報は基本的にコレ。
 RNA:一重らせん。塩基がA,G,C,Uの4種類、糖がリボース。DNAから蛋白質を作ったり色々と活躍。

塩基+糖 が「ヌクレオシド」
塩基+糖+リン酸 が「ヌクレオチド」

↓DNAはこんなのです。
リン酸 糖 リン酸 糖 リン酸 糖 リン酸
   塩基   塩基   塩基
   塩基   塩基   塩基
リン酸 糖 リン酸 糖 リン酸 糖 リン酸

↓言い替えればこうなる
ヌクレオチ ヌクレオチ ヌクレオチ ヌクレ
    ド     ド     ド
    ヌ     ヌ     ヌ
オチド クレオチド クレオチド クレオチド

Qpoly-Aとは

poly-Aとはなんでしょうか?
あとpoly-A付加シグナルについても教えてください。

Aベストアンサー

プロセッシングが完了し完成したmRNAの3'末端には、50~200塩基ほどのアデニン(A)ヌクレオチドが付加されています。これがpoly-A tailです。poly-A tailはmRNAに安定性をあたえ、翻訳を促進する働きがあると考えられています。

mRNAは、まず遺伝子のプロモーターからエクソン、イントロンを含め連続的に転写され、転写の終結部は最後のエクソンよりかなり下流に及びます(真核生物では転写終了位置を示すシグナル配列のようなものは見つかっていません)。
この一時転写産物はイントロンを削除しエクソンを連結するスプライシング、5'末端に一個の7-メチルグアノシン(7-m G)を付加(cap構造といいます)するcapping、3'末端にpoly-A tailを付加するpolyadenylationを経て成熟mRNAになります。

poly adenylationは、最終エクソン内のAAUAAAという配列(polyadenylation signal ポリアデニル化シグナル, poly-A additional signal ポリA付加シグナル)を認識するpoly-A polymerase ポリAポリメラーゼによって行われます。この酵素はポリアデニル化シグナルの10~30塩基下流で一時転写産物を切断するとともに、鋳型に依存せずにアデニンを付加します。なお、ポリアデニル化シグナルには例外も知られています。

参考URL:http://opbs.okstate.edu/~melcher/MG/MGW2/MG234.html

プロセッシングが完了し完成したmRNAの3'末端には、50~200塩基ほどのアデニン(A)ヌクレオチドが付加されています。これがpoly-A tailです。poly-A tailはmRNAに安定性をあたえ、翻訳を促進する働きがあると考えられています。

mRNAは、まず遺伝子のプロモーターからエクソン、イントロンを含め連続的に転写され、転写の終結部は最後のエクソンよりかなり下流に及びます(真核生物では転写終了位置を示すシグナル配列のようなものは見つかっていません)。
この一時転写産物はイントロンを削除しエクソンを連...続きを読む


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