【解説】クエン酸回路とは?反応式を中心にわかりやすくまとめてみました

ミトコンドリアのイラスト

ATPを産み出すための回路のひとつ「クエン酸回路」を詳細まで解説します

れいちゃん

読者のみなさん!おはようこんにちはこんばんは!れいちゃんです。
筆者がブログを始めた理由はここにクリック。
今回はエネルギーについてお話していきます。生化学的に関わる内容になります。
特に「クエン酸回路」についてお話していきます。
そんな方にもわかりやすく説明していきたいと思います。
どうぞよろしくお願い致します。

1.クエン酸回路の結論

クエン酸回路はATPを効率よく生み出せるための仕組みとしてはとても優秀です。
クエン酸回路に入るための材料は糖質、脂質、たんぱく質いずれも可能ですが、一番効率がいいのは脂質であることは間違いないです。
糖質は量の割にはATPの量がかなり少ないです。
たんぱく質は間違えると筋肉を分解してエネルギーを得ることになるので要注意です。
そういうわけでクエン酸回路を回せる環境になるということは体にとってはとてもいいことだといえます。

2.クエン酸回路

クエン酸回路(クエンさんかいろ)とは好気的代謝に関する最も重要な生化学反応回路であり、酸素呼吸を行う生物全般に見られる。1937年にドイツの化学者ハンス・クレブスが発見し、この功績により1953年にノーベル生理学・医学賞を受賞している。
解糖や脂肪酸のβ酸化によって生成するアセチルCoAがこの回路に組み込まれ、酸化されることによって、電子伝達系で用いられるNADHなどが生じ、効率の良いエネルギー生産を可能にしている。またアミノ酸などの生合成の前駆体も供給する。
クエン酸回路の呼称は高等学校の生物学でよく用いられるが、大学以降ではTCA回路、TCAサイクル (tricarboxylic acid cycle) と呼ばれる場合が多い。その他に、トリカルボン酸回路、クレブス回路 (Krebs cycle) などと呼ばれる場合もある。

引用元:クエン酸回路@wiki

3.クエン酸回路の説明の使い分け

4.クエン酸回路(入門・簡易版)
  • 初心者向けに電子伝達系でのATP換算を込みで計算
  • その回路内で直接ATP換算
  • 特に重要な部分のみの抽出
5.クエン酸回路(中級・詳細版)
  • 電子伝達系でのATP換算は行わない
  • 物質の化学式(一部の物質のみ)
  • 物質の化学式の計算(NAD+とFADを含まない・H2と扱う)
6.クエン酸回路(上級・完全版)
  • 酵素の種類
  • 補酵素
  • 反応の種類
  • 物質の化学式(すべての物質)
  • 物質の化学式の計算(NAD+とFADを含む)

4.クエン酸回路(入門・簡易版)

クエン酸回路(入門・簡易版)
クエン酸回路の材料
アセチルCoA
解糖系からはピルビン酸→アセチルCoA + 1 NADH2+
脂肪酸からはアシルCoA→アセチルCoA
材料物:アセチルCoA(活性酢酸)
クエン酸回路・投入
アセチルCoA→(クエン酸回路)→クエン酸
クエン酸回路中のオキサロ酢酸と水を利用して、作られたアセチルCoAと合体させていく
そうしてクエン酸が出来上がり、クエン酸回路の継続を続行することができる
使用物:オキサロ酪酸+アセチルCoA+水
獲得物:クエン酸
クエン酸回路・回転
クエン酸→(クエン酸回路)→オキサロ酢酸
いくつかの多くの化学反応がクエン酸回路内で行われ、最終的にはオキサロ酢酸まで回っていく
クエン酸→イソクエン酸→α-ケトグルタル酸→コハク酸→フマル酸→リンゴ酸→オキサロ酪酸
使用物:クエン酸
獲得物:オキサロ酪酸
獲得ATP:1 ATP + 3 NADH2+ + 1 FADH2
クエン酸回路・再投入
オキサロ酢酸→(クエン酸回路)→クエン酸
クエン酸回路・投入と全くの一緒です。
材料のアセチルCoAがある限りずっと回り続けます。
使用物:オキサロ酪酸+アセチルCoA+水
獲得物:クエン酸
END
ATP収支
クエン酸回路を1周終えたときのATP収支を計算します。
そしてここでは、解糖系におけるピルビン酸からアセチルCoAへの副産物のNADH2+は数に入れません。
あくまでもクエン酸回路の中だけでの計算になります。
NADH2+とFADH2+が効率よくATPに変換されることを想定して、
NADH2+ = 3 ATP
FADH2 = 2 ATP
とします。
合計ATP計算:1 ATP + 3 NADH2+ + 1 FADH2 = 1 + 3 x 3 + 2 x 1 = 12 ATP
合計ATP:12 ATP

5.クエン酸回路(中級・詳細版)

クエン酸回路・材料(中級・詳細版)
クエン酸回路の材料-No.1
ピルビン酸→アセチルCoA
★ピルビン酸           :C3H4O3
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆二酸化炭素           :CO2
☆水素                      :H2
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
ピルビン酸+補酵素A(CoA-SH)
→アセチルCoA+二酸化炭素+水素
C3H4O3+C21H36N7O16P3S
→C23H38N7O17P3S+CO2+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路の材料-No.2
脂肪酸のβ酸化→アセチルCoA
別記事作成予定(β酸化)
少々お待ち下さい
パルミチン酸+補酵素A(CoA-SH)+他→アセチルCoA+水素×2
材料           :C16H32O2+C21H36N7O16P3S+他(一部略)
できるもの:C23H38N7O17P3S+2H2
1つの水素はNADH2+
1つの水素はFADH2
クエン酸回路・回路(中級・詳細版)
クエン酸回路・投入
アセチルCoA→クエン酸
★オキサロ酢酸       :C4H4O5
★アセチルCoA       :C23H38N7O17P3S
☆水                         :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
→C6H8O7+C21H36N7O16P3S
クエン酸回路・前半-No.1(No.1)
クエン酸→シス-アコニット酸
★クエン酸     :C6H8O7
☆水                             :H2O
★シス-アコニット酸:C6H6O6
クエン酸
→シス-アコニット酸+水
C6H8O7
→C6H6O6+H2O
クエン酸回路・前半-No.2(No.2)
シス-アコニット酸→イソクエン酸
★シス-アコニット酸:C6H6O6
☆水                             :H2O
★イソクエン酸           :C6H8O7
シス-アコニット酸+水
→イソクエン酸
C6H6O6+H2O
→C6H8O7
クエン酸回路・前半-No.3(No.3)
イソクエン酸→オキサロコハク酸
★イソクエン酸       :C6H8O7
☆水素                      :H2
★オキサロコハク酸:C6H6O7
イソクエン酸
→オキサロコハク酸+水素
C6H8O7
→C6H6O7+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・前半-No.4(No.4)
オキサロコハク酸→α-ケトグルタル酸
★オキサロコハク酸:C6H6O7
☆二酸化炭素           :CO2
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
オキサロコハク酸
→α-ケトグルタル酸+二酸化炭素
C6H6O7
→C5H6O5+CO2
クエン酸回路・後半-No.1(No.5)
α-ケトグルタル酸→スクシニルCoA
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆二酸化炭素          :CO2
☆水素                     :H2
★スクシニルCoA   :C25H40N7O19P3S
α-ケトグルタル酸+補酵素A(CoA-SH)
→スクシニルCoA+二酸化炭素+水素
C5H6O5+C21H36N7O16P3S
→C25H40N7O19P3S+CO2+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・後半-No.2(No.6)
スクシニルCoA→コハク酸
★スクシニルCoA     :C25H40N7O19P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★コハク酸              :C4H6O4
スクシニルCoA+水
→コハク酸+補酵素A(CoA-SH)
C25H40N7O19P3S+H2O
→C4H6O4+C21H36N7O16P3S
※ここでの水は厳密にいうと水ではなくリン酸やGDPに含まれる水分子
コハク酸産出と同時にGTPもできています。
クエン酸回路・後半-No.3(No.7)
コハク酸→フマル酸
★コハク酸:C4H6O4
☆水素       :H2
★フマル酸:C4H4O4
コハク酸
→フマル酸+水素
C4H6O4
→C4H4O4+H2
水素はFADH2
クエン酸回路・後半-No.4(No.8)
フマル酸→リンゴ酸
★フマル酸:C4H4O4
☆水           :H2O
★リンゴ酸:C4H6O5
フマル酸+水
→リンゴ酸
C4H4O4+H2O
→C4H6O5
クエン酸回路・後半-No.5(No.9)
リンゴ酸→オキサロ酢酸
★リンゴ酸       :C4H6O5
☆水素              :H2
★オキサロ酢酸:C4H4O5
リンゴ酸
→オキサロ酢酸+水素
C4H6O5
→C4H4O5+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・後半-No.6(No.10)(再投入)
オキサロ酢酸→クエン酸
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
→C6H8O7+C21H36N7O16P3S
END
収支
クエン酸回路を1周終えたときの収支を計算します。
そしてここでは、解糖系におけるピルビン酸からアセチルCoAへの副産物のNADH2+は数に入れません。
また、β酸化による副産物のNADH2+とFADH2も数に入れません。
あくまでもクエン酸回路の中だけでの計算になります。
獲得物:1 GTP + 3 NADH2+ + 1 FADH2
クエン酸回路・材料(中級・詳細版・色付き)
クエン酸回路の材料-No.1
ピルビン酸→アセチルCoA
★ピルビン酸           :C3H4O3
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆二酸化炭素           :CO2
☆水素                      :H2
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
ピルビン酸+補酵素A(CoA-SH)
→アセチルCoA+二酸化炭素+水素
C3H4O3+C21H36N7O16P3S
C23H38N7O17P3S+CO2+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路の材料-No.2
脂肪酸のβ酸化→アセチルCoA
別記事作成予定(β酸化)
少々お待ち下さい
パルミチン酸+補酵素A(CoA-SH)+他→アセチルCoA+水素×2
材料           :C16H32O2+C21H36N7O16P3S+他(一部略)
できるもの:C23H38N7O17P3S+2H2
1つの水素はNADH2+
1つの水素はFADH2
クエン酸回路・回路(中級・詳細版・色付き)
クエン酸回路・投入
アセチルCoA→クエン酸
★オキサロ酢酸       :C4H4O5
★アセチルCoA       :C23H38N7O17P3S
☆水                         :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
C6H8O7+C21H36N7O16P3S
クエン酸回路・前半-No.1(No.1)
クエン酸→シス-アコニット酸
★クエン酸     :C6H8O7
☆水                             :H2O
★シス-アコニット酸:C6H6O6
クエン酸
→シス-アコニット酸+水
C6H8O7
C6H6O6+H2O
クエン酸回路・前半-No.2(No.2)
シス-アコニット酸→イソクエン酸
★シス-アコニット酸:C6H6O6
☆水                             :H2O
★イソクエン酸           :C6H8O7
シス-アコニット酸+水
→イソクエン酸
C6H6O6+H2O
C6H8O7
クエン酸回路・前半-No.3(No.3)
イソクエン酸→オキサロコハク酸
★イソクエン酸       :C6H8O7
☆水素                      :H2
★オキサロコハク酸:C6H6O7
イソクエン酸
→オキサロコハク酸+水素
C6H8O7
C6H6O7+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・前半-No.4(No.4)
オキサロコハク酸→α-ケトグルタル酸
★オキサロコハク酸:C6H6O7
☆二酸化炭素           :CO2
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
オキサロコハク酸
→α-ケトグルタル酸+二酸化炭素
C6H6O7
C5H6O5+CO2
クエン酸回路・後半-No.1(No.5)
α-ケトグルタル酸→スクシニルCoA
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆二酸化炭素          :CO2
☆水素                     :H2
★スクシニルCoA   :C25H40N7O19P3S
α-ケトグルタル酸+補酵素A(CoA-SH)
→スクシニルCoA+二酸化炭素+水素
C5H6O5+C21H36N7O16P3S
C25H40N7O19P3S+CO2+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・後半-No.2(No.6)
スクシニルCoA→コハク酸
★スクシニルCoA     :C25H40N7O19P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★コハク酸              :C4H6O4
スクシニルCoA+水
→コハク酸+補酵素A(CoA-SH)
C25H40N7O19P3S+H2O
C4H6O4+C21H36N7O16P3S
※ここでの水は厳密にいうと水ではなくリン酸やGDPに含まれる水分子
コハク酸産出と同時にGTPもできています。
クエン酸回路・後半-No.3(No.7)
コハク酸→フマル酸
★コハク酸:C4H6O4
☆水素       :H2
★フマル酸:C4H4O4
コハク酸
→フマル酸+水素
C4H6O4
C4H4O4+H2
水素はFADH2
クエン酸回路・後半-No.4(No.8)
フマル酸→リンゴ酸
★フマル酸:C4H4O4
☆水           :H2O
★リンゴ酸:C4H6O5
フマル酸+水
→リンゴ酸
C4H4O4+H2O
C4H6O5
クエン酸回路・後半-No.5(No.9)
リンゴ酸→オキサロ酢酸
★リンゴ酸       :C4H6O5
☆水素              :H2
★オキサロ酢酸:C4H4O5
リンゴ酸
→オキサロ酢酸+水素
C4H6O5
C4H4O5+H2
水素はNADH2+
クエン酸回路・後半-No.6(No.10)(再投入)
オキサロ酢酸→クエン酸
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
C6H8O7+C21H36N7O16P3S
END
収支
クエン酸回路を1周終えたときの収支を計算します。
そしてここでは、解糖系におけるピルビン酸からアセチルCoAへの副産物のNADH2+は数に入れません。
また、β酸化による副産物のNADH2+とFADH2も数に入れません。
あくまでもクエン酸回路の中だけでの計算になります。
獲得物:1 GTP + 3 NADH2+ + 1 FADH2

6.クエン酸回路(上級・完全版)

クエン酸回路・材料(上級・完全版)
クエン酸回路の材料-No.1
ピルビン酸→アセチルCoA
酵素:ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、ジヒドロリポイルデヒドロゲナーゼ、ジヒドロリポイルトランスアセチラーゼ
EC番号:EC 1.2.4.1、EC 1.8.1.4、EC 2.3.1.12
補酵素:ビタミンB1(ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体)、パントテン酸(補酵素A)、ナイアシン(NAD+)、α-リポ酸
★ピルビン酸           :C3H4O3
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆NAD+                   :C21H27N7O14P2
☆NADH2+               :C21H29N7O14P2
☆二酸化炭素          :CO2
★アセチルCoA       :C23H38N7O17P3S
ピルビン酸 + 補酵素A(CoA-SH) + NAD+
→アセチルCoA + 二酸化炭素 + NADH2+
C3H4O3+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2
→C23H38N7O17P3S+CO2+C21H29N7O14P2
クエン酸回路の材料-No.2
脂肪酸のβ酸化→アセチルCoA
別記事作成予定(β酸化)
少々お待ち下さい
パルミチン酸 + 補酵素A(CoA-SH) + NAD+ + FAD+ 他
→アセチルCoA + NADH2+ + FADH2
C16H32O2+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2+C27H33N9O15P2+他(一部略)
→C23H38N7O17P3S+C21H29N7O14P2+C27H35N9O15P2
クエン酸回路・回路(上級・完全版)
クエン酸回路・投入
アセチルCoA→クエン酸
酵素:クエン酸シンターゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 2.3.3.1
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:アルドール縮合
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
→C6H8O7+C21H36N7O16P3S
クエン酸回路・前半-No.1(No.1)
クエン酸→シス-アコニット酸
酵素:アコニターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.3
補酵素:鉄
反応のタイプ:脱水反応
★クエン酸                  :C6H8O7
☆水                             :H2O
★シス-アコニット酸:C6H6O6
クエン酸
→シス-アコニット酸+水
C6H8O7
→C6H6O6+H2O
クエン酸回路・前半-No.2(No.2)
シス-アコニット酸→イソクエン酸
酵素:アコニターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.3
補酵素:鉄
反応のタイプ:水和反応
★シス-アコニット酸:C6H6O6
☆水                             :H2O
★イソクエン酸           :C6H8O7
シス-アコニット酸+水
→イソクエン酸
C6H6O6+H2O
→C6H8O7
クエン酸回路・前半-No.3(No.3)
イソクエン酸→オキサロコハク酸
酵素:イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.41
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★イソクエン酸        :C6H8O7
☆NAD+                    :C21H27N7O14P2
☆NADH2+                :C21H29N7O14P2
★オキサロコハク酸:C6H6O7
イソクエン酸+NAD+
→オキサロコハク酸+NADH2+
C6H8O7+C21H27N7O14P2
→C6H6O7+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・前半-No.4(No.4)
オキサロコハク酸→α-ケトグルタル酸
酵素:イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.42
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:脱炭酸
★オキサロコハク酸:C6H6O7
☆二酸化炭素           :CO2
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
オキサロコハク酸
→α-ケトグルタル酸+二酸化炭素
C6H6O7
→C5H6O5+CO2
クエン酸回路・後半-No.1(No.5)
α-ケトグルタル酸→スクシニルCoA
酵素:α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 1.2.4.2、EC 1.8.1.4、EC 2.3.1.61
補酵素:パントテン酸(補酵素A)、ナイアシン(NAD+)、ビタミンB1、α-リポ酸
反応のタイプ:脱炭酸、NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆NAD+                   :C21H27N7O14P2
☆NADH2+               :C21H29N7O14P2
☆二酸化炭素          :CO2
★スクシニルCoA   :C25H40N7O19P3S
α-ケトグルタル酸+補酵素A(CoA-SH)+NAD+
→スクシニルCoA+二酸化炭素+NADH2+
C5H6O5+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2
→C25H40N7O19P3S+CO2+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・後半-No.2(No.6)
スクシニルCoA→コハク酸
酵素:スクシニルCoAシンターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 6.2.1.4、EC 6.2.1.5
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:基質レベルのリン酸化
★スクシニルCoA     :C25H40N7O19P3S
☆リン酸                   :H3PO4
☆GDP                      :C10H15N5O11P2
☆GTP                       :C10H16N5O14P3
☆補酵素A(CoA-SH) :C21H36N7O16P3S
★コハク酸               :C4H6O4
スクシニルCoA+GDP+リン酸
→コハク酸+補酵素A(CoA-SH)+GTP
C25H40N7O19P3S+C10H15N5O11P2+H3PO4
→C4H6O4+C21H36N7O16P3S+C10H16N5O14P3
クエン酸回路・後半-No.3(No.7)
コハク酸→フマル酸
酵素:コハク酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.3.5.1
補酵素:ビタミンB2(FAD)、鉄
反応のタイプ:FADの酸化(FAD→FADH2
★コハク酸:C4H6O4
☆FAD       :C27H33N9O15P2
☆FADH2   :C27H35N9O15P2
★フマル酸:C4H4O4
コハク酸+FAD
→フマル酸+FADH2
C4H6O4+C27H33N9O15P2
→C4H4O4+C27H35N9O15P2
クエン酸回路・後半-No.4(No.8)
フマル酸→リンゴ酸
酵素:フマラーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.2
補酵素:なし
反応のタイプ:水和反応
★フマル酸:C4H4O4
☆水           :H2O
★リンゴ酸:C4H6O5
フマル酸+水
→リンゴ酸
C4H4O4+H2O
→C4H6O5
クエン酸回路・後半-No.5(No.9)
リンゴ酸→オキサロ酢酸
酵素:リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.37
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★リンゴ酸       :C4H6O5
☆NAD+            :C21H27N7O14P2
☆NADH2+        :C21H29N7O14P2
★オキサロ酢酸:C4H4O5
リンゴ酸+NAD+
→オキサロ酢酸+NADH2+
C4H6O5+C21H27N7O14P2
→C4H4O5+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・後半-No.6(No.10)(再投入)
オキサロ酢酸→クエン酸
酵素:クエン酸シンターゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 2.3.3.1
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:アルドール縮合
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
→C6H8O7+C21H36N7O16P3S
クエン酸回路・材料(上級・完全版・色付き)
クエン酸回路の材料-No.1
ピルビン酸→アセチルCoA
酵素:ピルビン酸デヒドロゲナーゼ、ジヒドロリポイルデヒドロゲナーゼ、ジヒドロリポイルトランスアセチラーゼ
EC番号:EC 1.2.4.1、EC 1.8.1.4、EC 2.3.1.12
補酵素:ビタミンB1(ピルビン酸デヒドロゲナーゼ複合体)、パントテン酸(補酵素A)、ナイアシン(NAD+)、α-リポ酸
★ピルビン酸           :C3H4O3
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆NAD+                   :C21H27N7O14P2
☆NADH2+               :C21H29N7O14P2
☆二酸化炭素          :CO2
★アセチルCoA       :C23H38N7O17P3S
ピルビン酸 + 補酵素A(CoA-SH) + NAD+
→アセチルCoA + 二酸化炭素 + NADH2+
C3H4O3+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2
C23H38N7O17P3S+CO2+C21H29N7O14P2
クエン酸回路の材料-No.2
脂肪酸のβ酸化→アセチルCoA
別記事作成予定(β酸化)
少々お待ち下さい
パルミチン酸 + 補酵素A(CoA-SH) + NAD+ + FAD+ 他
→アセチルCoA + NADH2+ + FADH2
C16H32O2+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2+C27H33N9O15P2+他(一部略)
C23H38N7O17P3S+C21H29N7O14P2+C27H35N9O15P2
クエン酸回路・回路(上級・完全版・色付き)
クエン酸回路・投入
アセチルCoA→クエン酸
酵素:クエン酸シンターゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 2.3.3.1
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:アルドール縮合
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
C6H8O7+C21H36N7O16P3S
クエン酸回路・前半-No.1(No.1)
クエン酸→シス-アコニット酸
酵素:アコニターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.3
補酵素:鉄
反応のタイプ:脱水反応
★クエン酸                  :C6H8O7
☆水                             :H2O
★シス-アコニット酸:C6H6O6
クエン酸
→シス-アコニット酸+水
C6H8O7
C6H6O6+H2O
クエン酸回路・前半-No.2(No.2)
シス-アコニット酸→イソクエン酸
酵素:アコニターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.3
補酵素:鉄
反応のタイプ:水和反応
★シス-アコニット酸:C6H6O6
☆水                             :H2O
★イソクエン酸           :C6H8O7
シス-アコニット酸+水
→イソクエン酸
C6H6O6+H2O
C6H8O7
クエン酸回路・前半-No.3(No.3)
イソクエン酸→オキサロコハク酸
酵素:イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.41
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★イソクエン酸        :C6H8O7
☆NAD+                    :C21H27N7O14P2
☆NADH2+                :C21H29N7O14P2
★オキサロコハク酸:C6H6O7
イソクエン酸+NAD+
→オキサロコハク酸+NADH2+
C6H8O7+C21H27N7O14P2
C6H6O7+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・前半-No.4(No.4)
オキサロコハク酸→α-ケトグルタル酸
酵素:イソクエン酸デヒドロゲナーゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.42
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:脱炭酸
★オキサロコハク酸:C6H6O7
☆二酸化炭素           :CO2
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
オキサロコハク酸
→α-ケトグルタル酸+二酸化炭素
C6H6O7
C5H6O5+CO2
クエン酸回路・後半-No.1(No.5)
α-ケトグルタル酸→スクシニルCoA
酵素:α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 1.2.4.2、EC 1.8.1.4、EC 2.3.1.61
補酵素:パントテン酸(補酵素A)、ナイアシン(NAD+)、ビタミンB1、α-リポ酸
反応のタイプ:脱炭酸、NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★α-ケトグルタル酸:C5H6O5
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
☆NAD+                   :C21H27N7O14P2
☆NADH2+               :C21H29N7O14P2
☆二酸化炭素          :CO2
★スクシニルCoA   :C25H40N7O19P3S
α-ケトグルタル酸+補酵素A(CoA-SH)+NAD+
→スクシニルCoA+二酸化炭素+NADH2+
C5H6O5+C21H36N7O16P3S+C21H27N7O14P2
C25H40N7O19P3S+CO2+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・後半-No.2(No.6)
スクシニルCoA→コハク酸
酵素:スクシニルCoAシンターゼ(可逆反応)
EC番号:EC 6.2.1.4、EC 6.2.1.5
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:基質レベルのリン酸化
★スクシニルCoA     :C25H40N7O19P3S
☆リン酸                   :H3PO4
☆GDP                      :C10H15N5O11P2
☆GTP                       :C10H16N5O14P3
☆補酵素A(CoA-SH) :C21H36N7O16P3S
★コハク酸               :C4H6O4
スクシニルCoA+GDP+リン酸
→コハク酸+補酵素A(CoA-SH)+GTP
C25H40N7O19P3S+C10H15N5O11P2+H3PO4
C4H6O4+C21H36N7O16P3S+C10H16N5O14P3
クエン酸回路・後半-No.3(No.7)
コハク酸→フマル酸
酵素:コハク酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.3.5.1
補酵素:ビタミンB2(FAD)、鉄
反応のタイプ:FADの酸化(FAD→FADH2
★コハク酸:C4H6O4
☆FAD       :C27H33N9O15P2
☆FADH2   :C27H35N9O15P2
★フマル酸:C4H4O4
コハク酸+FAD
→フマル酸+FADH2
C4H6O4+C27H33N9O15P2
C4H4O4+C27H35N9O15P2
クエン酸回路・後半-No.4(No.8)
フマル酸→リンゴ酸
酵素:フマラーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 4.2.1.2
補酵素:なし
反応のタイプ:水和反応
★フマル酸:C4H4O4
☆水           :H2O
★リンゴ酸:C4H6O5
フマル酸+水
→リンゴ酸
C4H4O4+H2O
C4H6O5
クエン酸回路・後半-No.5(No.9)
リンゴ酸→オキサロ酢酸
酵素:リンゴ酸デヒドロゲナーゼ(可逆反応)
EC番号:EC 1.1.1.37
補酵素:ナイアシン(NAD+
反応のタイプ:NAD+の酸化(NAD+→NADH2+
★リンゴ酸       :C4H6O5
☆NAD+            :C21H27N7O14P2
☆NADH2+        :C21H29N7O14P2
★オキサロ酢酸:C4H4O5
リンゴ酸+NAD+
→オキサロ酢酸+NADH2+
C4H6O5+C21H27N7O14P2
C4H4O5+C21H29N7O14P2
クエン酸回路・後半-No.6(No.10)(再投入)
オキサロ酢酸→クエン酸
酵素:クエン酸シンターゼ(不可逆反応)
EC番号:EC 2.3.3.1
補酵素:パントテン酸(補酵素A)
反応のタイプ:アルドール縮合
★オキサロ酢酸        :C4H4O5
★アセチルCoA        :C23H38N7O17P3S
☆水                          :H2O
☆補酵素A(CoA-SH):C21H36N7O16P3S
★クエン酸              :C6H8O7
オキサロ酢酸+水+アセチルCoA
→クエン酸+補酵素A(CoA-SH)
C4H4O5+H2O+C23H38N7O17P3S
C6H8O7+C21H36N7O16P3S

7.参考リンク

参考 【キャラ化】クエン酸回路(TCAサイクル)をわかりやすく解説!laurel note 参考 クエン酸回路Wikipedia 参考 TCA回路福岡大学理学部機能生物化学研究室 参考 クエン酸回路(TCA回路)~管理栄養士応援サイト~栄養士の勉強とお仕事 参考 2)クエン酸回路の反応BIO-SCIENCE

8.その他ATPの関連記事

ミトコンドリアのイラスト【ゆるく解説】ATPとは?エネルギーの仕組みと回路を知れば健康に繋がる ミトコンドリアのイラスト【解説】解糖系とは?反応式を中心にわかりやすくまとめてみました ミトコンドリアのイラスト【解説】クエン酸回路とは?反応式を中心にわかりやすくまとめてみました ミトコンドリアのイラスト【解説】糖新生とは?反応式を中心にわかりやすくまとめてみました ミトコンドリアのイラスト【解説】酵素とは?ATP産出に関わる酵素のみまとめてみました

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です