糖質の代謝 消化管 デンプン 小腸 肝門脈 AT 中性脂肪コレステロール アミノ酸 血管 各組織 筋肉 ムコ多糖プリンヌクレオチド AT 糖質の代謝 糖質からの AT 合成 の分解 : 解糖系 と酸化的リン酸化嫌気条件下の糖質の分解 : 発酵の合成 : 糖新生 糖質からの物質の合成 の合成プリンヌクレオチドの合成 : ペントースリン酸回路グルクロン酸の合成 : ウロン酸回路 糖質の代謝 体内のエネルギー源 使われる場合によって使われる使えない ブドウ糖アミノ酸脂肪酸ケトン体 糖質からの AT 合成 脳 心臓 骨格筋 赤血球 血糖値 ( 空腹時 80~100mg/100ml) を正常に保つことが重要 脳が消費するもの 糖質からの AT を生産する流れ ヒトの脳は全体重の約 2% しかない 12 + 2 + 2 2 + 12 2 + 8AT 解糖系 1 日に消費されるエネルギーの約 18% を消費 1 日に消費されるの約 20% を消費安静状態でも1 日 120 g 1 時間に24 g 消費する 全身で消費される酸素の約 25% を消費 血液 を酸化して AT を生産する 酸化する 物質に酸素が化合する反応 物質が電子を失う化学反応 物質の水素が奪われる反応 アセチルoA AT 1
解糖系でへ 解糖系でへ - リン酸 - リン酸 1,-2 リン酸 ジヒドロキシアセトンリン酸 - リン酸 - リン酸 1,-2 リン酸 ジヒドロキシアセトンリン酸 AT AT リン酸化で細胞外に AT 出られなくなる 異性化して炭素数 AT の分子に分解される AT 2 ホスホエノール AT 2 1, ビスホスホグリセリン酸 AD 2 グリセルアルデヒド - リン酸 AT 2 AT 2 この反応は不可逆 ホスホエノール 1, ビスホスホグリセリン酸 AD 2 グリセルアルデヒド - リン酸 と 異化で - 結合を切断する時にはカルボニル基の β 位で切ることが多い リン酸 1 α 2 炭素 2 β 炭素 4 4 違う炭素数の ものになる 5 2 リン酸 1 2 α β 4 炭素 5 炭素 2 AD と FAD 2 AD: 脱水素酵素の補酵素として働く アデニンリボース リン酸 リボース FAD 2 : 酸化還元反応の補欠分子族として働く ナイアシン ( ビタミン B) リボフラビン誘導体 ( ビタミン B2) 電子伝達体で それぞれ補酵素と補欠分子族として働く ( 酸化型 )AD + ( 酸化型 )FAD ( 還元型 )AD ( 還元型 )FAD 2 AD + と AD(FAD と FAD 2 ) 糖代謝とビタミン AD + は補酵素として働く際に水素と電子を受け取る 例 : 脱水素酵素 脱水素酵素 B2( リボフラビン ) FM FAD に合成され酸化還元酵素の補酵素として働く 解糖系アセチルoA B1( チアミン ) 脱水素酵素の補酵素として働く B5( パントテン酸 ) oa の構成要素になる AD+ AD + + + + 電子 2 個 AD FAD も補欠分子族として働く際に水素と電子を受け取る FAD + 2 + + 電子 2 個 FAD 2 AD B( ナイアシン ) AD に合成され酸化還元酵素の補酵素として働く AD FAD 2 AT B7( ビオチン ) 脱炭酸酵素の補酵素として働く 2
からアセチル oa へ 2 S 2 2 アセチル oa( 活性酢酸 ) 2 細胞質外膜内膜マトリクス AD 2 2 oa 2 oa ミトコンドリア 補酵素 A(oA) 2 肺から体外に排出 2 2 で酸化する 2 2 アセチル oa 2 2 oa 2 oa AD 2 oa oa クエン酸 5 5 フマル酸 FAD 2 2 コハク酸 スクシニル oa GT 2 AT 2 イソクエン酸デヒドロゲナーゼ +AD -AD AD 2 2 2 イソクエン酸 AD 2 2 2 α- ケトグルタル酸 で酸化する アセチル oa 2 2 oa 2 oa AD 2 oa oa ミトコンドリア内膜のここでの炭素が酵素による反応 2 2 コハク酸全てスクシニル 2 になる oa クエン酸 5 5 フマル酸 FAD 2 2 GT 2 AT 2 イソクエン酸デヒドロゲナーゼ +AD -AD AD 2 2 2 イソクエン酸 AD 2 2 2 α- ケトグルタル酸 AD と FAD 2 を利用して AT を生産 AT 解糖系 AD ミトコンドリアへ アセチルoA AD 水素を運ぶ AT AD AT FAD 2 AT AT AT AT AT AT 解糖系でできた AD このシャトルは心臓 腎臓 などで発達している ADはそのままではミトコンドリアに入れない AD + AD へ アスパラギン酸 AD FAD 2 解糖系でできたAD 2 はアスパラギン酸シャトルまたはグリセロリン酸シャトルでミトコンドリア内に輸送される oq: 補酵素 Q( ユビキノン ) : シトクロムc 酸化的リン酸化 ADとFAD2の酸化とともに電子の流れ + の流れ ADのリン酸化が行われる 内膜 外膜 -α ケトグルタル酸輸送体 グルタミン酸 - アスパラギン酸輸送体 AD の と電子をに移す アスパラギン酸 内膜 Ⅰ FAD AD + AD 2 22 AT Ⅱ oq Ⅲ Ⅳ A T 合成酵素 AD + 解糖系でできた AD + + + + + + + + アスパラギン酸シャトル 外膜
ブドウ糖 1 分子からできる AT 解糖系 アセチル oa で 1 分子の AD と FAD 2 からそれぞれ 分子と 2 分子の AT ができる 心臓 腎臓 以外では FAD 2 になる ( グリセロリン酸シャトルのため ) AT 2 AD 2 AD 2 AD FAD 2 2 GD 2 12 + 2 + 2 AT 2 AT ( または 4) AT AT 18 AT 4 AT 2 合計 AT 8 分子 ( または 分子 ) 2 + 12 2 + 8AT 他の糖の代謝 : 解糖系に入る ガラクトース ヒトはほとんど ガラクトース 1- リン酸 - リン酸 ホスホエノール マンノース マンノース - リン酸 - リン酸 利用しない 1,-2 リン酸 1, ビスホスホグリセリン酸 1- リン酸 ジヒドロキシアセトンリン酸 グリセルアルデヒド - リン酸 酸素がない時 : 発酵 コリ回路 酸素が足りない AD が処理できない AD が不足する によるアシドーシスを防ぐため でに戻す解糖系 2 発酵 2 好気条件下ミトコンドリア 嫌気条件下 AT 2 骨格筋 発酵 血管 二酸化炭素と水 ΔG -8 kcal/mol AD AD ΔG -47 kcal/mol 主にでに変換される 糖新生 2 AT 2 糖新生 と腎臓にしかない糖以外の物質からを生産する反応経路フォスファターゼリン酸解糖系の逆反応に似ているがいくつかの反応には糖新生のリン酸酵素が必要である ( 赤色 ) 1,ビスフォスファターゼ1,-2リン酸ホスホエノール AT グリセロールカルボキシナーゼ GT ホスホエノール アミノ酸 カルボキシラーゼ AT アセチル oa クエン酸 α- ケトグルタル酸 アミノ酸 アミノ酸 筋肉のエネルギー貯蔵 : クレアチン アルギニン 2 グリシン 筋肉 アチニン 腎臓 オルニチン クレアチン 2 クレアチン経路 グアニジノ酢酸 S アデノシルメチオニン S アデノシルホモシステイン 安静時 :ATが余っている AT AD 2 クレアチン クレアチンリン酸 AD AT 運動時 :AD に速やかにリン酸を供給する 4
糖質の代謝 動物における貯蔵多糖成人男性で体内に約 70g 存在する 糖質からの物質の合成 体重 70kg の男性で 1.8kg 筋肉 5kg の場合 筋肉 約 245 g 約 108 g 細胞外 約 10 g これらで約 1452kcal にあたる 1 日の絶食でほとんど消費される の分解と合成 の分解と合成 フォスファターゼ グルコキナーゼ リン酸 フォスファターゼグルコキナーゼ リン酸筋肉にはないため 筋を分解してもが血液中に放出されない ホスホリラーゼ 分解 1 リン酸 UT UD UD 高エネルギー シンターゼ 合成 ホスホリラーゼ 分解 1 リン酸 UT UD UD 高エネルギー シンターゼ 合成 ペントースリン酸回路 ペントースリン酸回路とウロン酸回路 ブドウ糖 - リン酸 解糖系 ペントースリン酸回路 : 様々な糖や AD を合成する回路ウロン酸回路 : グルクロン酸を合成する回路 ペントースリン酸回路 リボース 核酸合成 AD 脱水素酵素の補酵素 脂肪酸合成など アセチルoA ウロン酸回路リン酸1リン酸ペントースリン酸回路リボース5リン酸グリセルアルデヒドリン酸 UD グルクロン酸 キシルロール 5 リン酸 脂肪組織 精巣 副腎皮質 授乳期の乳腺で活性が高い AT 5
ペントースリン酸回路とウロン酸回路 ペントースリン酸回路 : 様々な糖や AD を合成する回路ウロン酸回路 : グルクロン酸を合成する回路 リン酸 ウロン酸回路 1 リン酸 UD プリン塩基の合成 (de novo 経路 ) リン酸 リボース 5 リン酸 ホスホリボシル 2 リン酸 ペントースリン酸回路 を元に様々な糖や AD を合成する経路 ペントースリン酸回路リボース5リン酸ヌクレオチドの材料になるグリセルアルデヒドリン酸 グルクロン酸ムコ多糖の材料になるキシルロール5リン酸毒物と結合する イノシン 1 リン酸 アデノシン 1 リン酸 グルタミン アスパラギン酸 グリシン 二酸化炭素 葉酸 グアノシン 1 リン酸 デオキシリボヌクレオチドはリボヌクレオチドから作られる ムコ多糖 : アミノ糖とウロン酸 ヒアルロン酸やコンドロイチン硫酸など 動物組織の眼硝子体 臍帯 関節液 皮膚 軟骨などに存在する ヒアルロン酸 β-d- グルクロン酸 β-d- グルコサミン 2 2 β-1, 結合 2 - アセチル -D- グルコサミン 2 n ペントースリン酸回路とウロン酸回路 ペントースリン酸回路 : 様々な糖や AD を合成する回路ウロン酸回路 : グルクロン酸を合成する回路 リン酸 ウロン酸回路 1 リン酸 UD ペントースリン酸回路グルクロン酸ビタミン 合成経路リボース5リン酸 L-グロン-γ-ラクトンキシルロール5リン酸グルノラクトンオキシダーゼグリセルアルデヒドリン酸霊長類の一部とモルモットはこの酵素の活性がない アスコルビン酸 糖質の代謝のまとめ 糖質の代謝まとめ 糖質からの AT 合成が解糖系でになるやガラクトースも解糖系で分解されるは補酵素 A と結合してアセチル oa になるアセチル oa はで処理されるで これまでの過程で得られた AD と FAD 2 を利用して AT を合成する嫌気的条件下ではが発酵でになるで糖新生が行われる糖質からの物質の合成 と筋肉でからが合成されるペントースリン酸回路でプリンヌクレオチドが合成されるウロン酸回路でグルクロン酸が合成されムコ多糖の材料になる 解糖系アセチルoA AT ムコ多糖ウロン酸回路グルクロン酸ペントースリン酸回路リボース5リン酸プリンヌクレオチドグリセルアルデヒドリン酸発酵糖新生
糖質の代謝 消化管デンプン 小腸 肝門脈 AT 中性脂肪コレステロールアミノ酸 血管各組織ムコ多糖プリンヌクレオチド AT 筋肉 7