代謝の勉強の時、多くの人がぶち当たる「解糖系」！

簡単に言うと何なの？

どんなことが起こっているの？可愛いイラストを使って誰よりもわかりやすく説明します！

🔶解糖系とは？

テキストの図

【初級】高校生物より

【中級】生化学より

このサイトで説明すると、解糖系はこんな感じになります↓😄

rogoさわりサイトの紹介初級編、中級編2.jpg

キャラクターは筆者が物質をイメージして創作したものなので、実際の形とは大きく異なりますが、絵があった方が理解しやすいので、このような形で説明して行きますね。

「初級編」は、高校の生物の授業レベルです。

「中級編」は、高校生物の内容よりも詳しい内容と、反応に使われる酵素などを紹介していきます。専門学生や大学生向けのレベルです。

⭐初級編

解糖系とは？

解糖系とは、簡単にいえば「体の中でグルコースを分解してエネルギーの素を作るしくみのこと」です！！

よく考えてみたら字の通りなんですよね。

「解」「糖」ですもんね。

解糖系はなぜ起こる？

人が生きるためにはエネルギーが必要です。

そのエネルギーは、「ATP」という物質から生まれます。

そのATPはどこから来るのかと言うと、主に糖を分解することで生まれます。(糖以外のものからATPが作られることもあります)

つまり人は、生きるために糖を分解します。

糖は一度の分解ですぐにエネルギーを作ることはできません。

いくつもの酵素を使って、いろいろな形に変化しながら、少しずつエネルギーに近づいていきます。

その経路がまさに「解糖系」というわけです。

仮に、まったく糖を食べない生活をしていたとしても、体内のタンパク質や脂質が分解されて糖を作り、使われます。

解糖系は、「グルコース(ブドウ糖)」から始まり、いくつかの物質に変化し、ATPを作りながら「ピルビン酸」という物質になっていきます。

→【ATPとは？小学生でもわかるように解説！】

＜準備期＞

第一段階では「準備期」ということで、ATPを作るためにエネルギーを使いながらグルコースを変化させていきます。

準備期の変化は3回行われます。

グルコースがグルコース6-リン酸になる

解糖系が始まると、まず、元々存在するATPのリン酸がグルコースに移動します。

ATP(アデノシン三リン酸)は、3つあったリン酸を1つなくして2つになるので、ADP(アデノシン二リン酸)になります。

ATPがADPになる時にエネルギーが発生するので、エネルギーを使ってリン酸を付けている、ということになります。

グルコースにリン酸がくっつくと、グルコース6-リン酸になります。

「6-」というのは、グルコースの6位の炭素にリン酸がくっついている、という意味です。

そもそも〇位というのは、右上の炭素から時計回りに数えて〇番目という意味です。

グルコースがリン酸化

六角形の化学構造をしているグルコースの最初の炭素は、真右にあるので真右から数えていきます。

すると左上の部分が6位になるので、そこがリン酸になります。

このサイトでは、リン酸を鈴に例えて説明しているので、グルコースの頭に鈴が付きました。

こんな感じで説明していきますね😎

ちなみにグルコースは別名「ブドウ糖」と呼ばれるので、ブドウの形のキャラクターにしました。

ADPがなぜお相撲さんなのかについてはコチラ→【ATP:おまけ】

フルクトース6-リン酸になる

グルコース6-リン酸がフルクトース6-リン酸に変化します。

イラストは、フルクトースのフの形にしました。

リン酸の位置は変わらずに物質が変化しています。

フルクトースは別名で果糖とも言います。つまり、フルクトースのフルは、フルーツのフルです。

フルクトース1,6-ビスリン酸になる

フルクトース6-リン酸は、ATPからリン酸をもらうので、ATPはADPになります。

フルクトース6-リン酸に、新しいリン酸がくっついて、リン酸が二つになりました。

リン酸がくっつくことをリン酸化反応といいます。(厳密には「リン酸の材料」が特定の場所について、その場所がリン酸と化すこと)

ちなみに「1,6」というのは、1位の炭素と6位の炭素にリン酸がついている、という意味です。

「ビス」という単語が名前についたので、頭に「ビス(ねじ)」を差したイラストにしてみました😊

本当の「ビス」は、ラテン語で「再び」という意味です。つまり「またリン酸がくっついた」という意味の「ビス」です。

＜報酬期＞

ここからはATPやNADH(ATPの素になるもの)を作りながら変化していきます。

ATPが作られれば、人が動くためのエネルギーになるわけですから、得になります。

なので、「報酬期」と呼ばれています。

グリセルアルデヒド3-リン酸になる

ここで真っ二つにわかれます。

グリセルアルデヒド3-リン酸になる

炭素が6つある分子が真っ二つにわかれるので、それぞれ炭素が3つずつの分子が2つできます。

教科書の図の

炭素の数.png

↑この「C6」は「炭素(C)が6個」、「C3、2」というのは、「炭素(C)が3個が2セット」という意味です。

グリセルアルデヒドのグリは、グリセリンのグリです。

グリセリン(別名:グリセロール)はご存知ですか？

一番身近なグリセリンと言えば、保湿剤として添加されるものかもしれません。リップクリームをはじめとする様々なお化粧品などに使われています。

ちなみにキャラクターは「グリズリー」がモデルです。

グリズリーにしてはちょっと情けないクマさんかもしれないですね😆

ちなみに炭素が3つになってしまったので、化学構造が環状ではなくなります。

グリセルアルデヒド3-リン酸と構造式.jpg

炭素の数え方は上から①、②、③という感じです。

1,3ビスホスホグリセリン酸になる

前の段階で分子が二つに分かれたので、この先も分かれた状態でそれぞれ進んでいきます。

ここでは、リン酸がグリセルアルデヒド3-リン酸にくっつくことにより、水素(H)が外れてNAD^＋にくっつくため、NADHが生成されます。

水素が外れることを脱水素といいます。水素を外す酵素のことを「脱水素酵素」といいます。

NADHは補酵素(酵素を補助する物)であり、「電子伝達系」でATPを作り出すものです。

「ビス」がついたので、頭にビスを差しました。

「ホスホ」がついたので、物干し竿にぶら下げました。

3-ホスホグリセリン酸になる

1,3-ビスホスホグリセリン酸の1位のリン酸がはずれてADPにくっつきATPが生まれます。

リン酸が外れることを脱リン酸化反応といいます。

ホスホエノールピルビン酸になる

ホスホエノールピルビン酸という名前なので、瓶っぽい形にしました。この時水が生成されます。まだ物干し竿に干されたままです。

ピルビン酸になる

解糖系のラストです。

ホスホエノールピルビン酸についているリン酸が外れると、その後ピルビン酸になります。

外れたリン酸がADPにくっつくことにより、ATPが生まれます。

この後、ピルビン酸はクエン酸回路へ入っていきます。

まとめ

最初はグルコース、次にフルクトース、その次にグリセリン、そしてピルビンの付く名前のものになることから、「グルコース期」「フルクトース期」「グリ期」「ビン期」と名付けました。こうやって分けた方が、覚えやすいので♪

解糖系は人や動物の体内だけでなく、食品中でも起こります。(例えばアルコールが作られる時など)

解糖系が行われる場所は？

解糖系は細胞内の細胞質基質というところで行われます。

細胞質基質は細胞の中の器官を含まない液状の部分です。粒入りのミカンゼリーで例えると、ゼリーの部分です。

ちなみに細胞壁と核以外の部分をまとめて細胞質といいます。

教科書によっては、「解糖系は細胞質で起こる」と記述されている場合もあります。

解糖系の反応式

グルコース+2個のADP+2個のリン酸+2個のNAD⁺

→2個のピルビン酸+2個のATP+2個のNADH+2個の水素+2個の水

C6H12O6+2ADP+2H3PO4+2NAD⁺

→2C3H4O3+2ATP+2NADH+2H⁺+2H2O

「解糖」と「解糖系」の違いは？

ほぼ同じ意味です。例えればこのような違いです。

rogo解凍系1500

解糖は、糖を分解すること。解糖系は、糖を分解する時に起こっている変化のこと。

ちなみに「解糖系は解糖に関わる全ての反応」と説明する人もいますが、ある意味間違いでもないです。それぞれの意味で使われます。

ただ、高校の教科書などで一般的に使われる「解糖系」は、「糖を分解する時に起こっている変化」の方です。

確認クイズ！

試験で問われやすいポイントをチェック！

・解糖系はグルコースから始まって、最後は何になる？→答え

・途中で分子が3つに分裂する。〇か×か？→答え

・反応が行われている場所は？→答え

・NADHは生成される数は？→答え

・ATPが使われてADPになるのは、何回？→答え

・報酬期ではATPをいくつ作っている？→答え

以外と簡単だったでしょう(^▽^)

どんなことが起こっているのか理解すれば、覚えやすくなりますよ♪

臨(りん)、兵(びょう)、闘(とう)、者(しゃ)、皆(かい)、陣(じん)、烈(れつ)、在(ざい)、解、糖、系、悪霊退散！

お疲れ様でした！この先は中級編になります♪

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