8.7:グルコースの完全酸化によるエネルギー収率

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学習目標

  • 酸素の存在下および非存在下でのグルコースの酸化によって生成されるATPの量を決定する。

好気性呼吸のためのATPの正確な収量を決定することは、いくつかの理由で困難である。 まず第一に、還元されたNADHまたはFADH2あたりに生成されるATPの数は、必ずしも整数ではない。 NADHの分子によって電子輸送鎖に輸送される電子のすべてのペアについて、2と3のATPの間が生成される。 FADH2によって転送される電子の各ペアについて、1と2のATPの間に生成されます。 真核細胞では、原核生物とは異なり、解糖中に細胞質で生成されたNADHは、電子を電子輸送鎖に伝達する前にミトコンドリア膜を横切って輸送されなければならず、これにはエネルギーが必要である。 その結果、これらのNADHから1〜2個のATPが生成される。

ただし、簡単にするために、好気性呼吸によって酸化されたグルコース分子あたりのATPの理論的な最大収率を見ていきます。 NADHによって電子輸送鎖に伝達される電子の各対について、3ATPが生成され、FADH2によって伝達される電子対ごとに、2ATPが生成されると仮定する。 しかしより少ないATPが実際に発生するかもしれないことを心に留めておきなさい。

真核細胞では、解糖中に細胞質で生成された2つのNADHがミトコンドリアにどのように入るか、結果として得られる収率がNADHあたり2または3ATPであるかどうかに応じて、グルコースあたりに生成されるATPの理論的な最大収率は36から38である。

  • テーブル\(\PageIndex{1}\): Maximum Yield of ATP from the Complete Oxidation of 1 Mol of Glucose
    Reaction Yield of ATP (moles)
    glucose → glucose 6-phosphate consumes 1 mol ATP −1
    fructose 6-phosphate → fructose 1,6-bisphosphate consumes 1 mol ATP −1
    glyceraldehyde 3-phosphate → BPG produces 2 mol of cytoplasmic NADH
    BPG → 3-phosphoglycerate produces 2 mol ATP +2
    ホスホエノールピルビン酸→ピルビン酸 2mol ATPを生成する +2
    ピルビン酸→アセチルCoA+CO2 は2mol NADHを生成する
    イソシトレート→α-ケトグルタル酸+CO2 は2mol NADHを生成する
    α-ケトグルタル酸→スクシニル-CoA+CO2 は2mol NADHを生成する
    スクシニルCoA→コハク酸 2mol gtpを生成する +2
    コハク酸→フマル酸 2モル
    リンゴ酸→オキサロ酢酸 2mol NADHを生成する
    2 解糖 からの細胞質NADHは、NADHあたり2〜3molのATPを生成する（組織に依存する） +4+6
    2 ピルビン酸 の酸化からNADHはNADHあたり3mol ATPをもたらす +6
    2 クエン酸サイクル からのFADH2は、FADH2あたり2ATPを生成する +4
    3 クエン酸サイクル からのNADHは、NADHあたり3ATPを生成する +18
    ATPの純収率: +36へ+38

    貢献者と帰属

    ゲイリー-カイザー博士（ボルチモア郡のコミュニティカレッジ、キャトンズビルキャンパス）。 理論的なATP収率。 ライセンスによってCCの下で適応LibreTextsコンテンツ。

    炭水化物の異化の段階II。 GOBの基本的な化学。 CC BY-NC-SA3.0ライセンスの下で翻案されたリブレット。