Linkクエン酸回路(TCA回路)クエン酸回路(TCA回路)は、解糖系で生じたピルビン酸が好気的条件(有酸素)で生成されたアセチルCoAが分解されてCO2とGTP、さらにNADH+H+,FADH2を産生し、水素を放出していく回路のことをいいます。最終的にはクエン酸回路で生じたNADH+やFADH2が電子伝達系に運ばれ、酸化的リン酸化によってATPが生成されます。ちなみにクエン酸回路は、一方通行的(不可逆的)な反応しかできません。下記はクエン酸回路の全体図です。拡大してみてみましょう。反応が多く理解するのが難しいため、その反応を一つ一つ順に説明していきます。全体図と見比べながら、クエン酸回路の仕組みをしっかりと理解しましょう。生じたピルビン酸は、好気的条件下(有酸素)のときのみ細胞質ゾルからミトコンドリアのマトリックスに運ばれ、クエン酸回路の導入に必要なアセチルCoAを生成します。この反応のとき、NAD+に水素が渡されてNADH+H+が生成され、電子伝達系へ導入することでATP合成が行われます。反応�@⇒クエン酸回路全体図クエン酸回路の第一段階の反応では、アセチルCoAがクエン酸シンターゼと呼ばれる酵素の働きによって、オキサロ酢酸(全体図左上)と結合し、クエン酸が生成されます。Aでは、クエン酸がアコニターゼの働きによって、アコユニット酸(覚えなくてもOK)を経てイソクエン酸となります。Bでは、イソクエン酸がイソクエン酸デヒドロゲナーゼの働きによって、α‐ケトグルタル酸(又は2‐オキソグルタル酸)となります。この反応には、補酵素であるNAD+が必要になり、NADはNADH++H+となり、最終的に電子伝達系へ導入されます。Cではα‐ケトグルタル酸が2‐オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼの働きにより、スクシニルCoAとなります。この反応では、NAD+に酸素が渡されることで、NADH++H+が生成され、最終的に電子伝達系へ導入されます。DではスクシニルCoAがスクシニルCoAシンターゼの働きにより、コハク酸となります。この反応の際、同時にGDPとPi(リン酸)からGTP(グアノシン三リン酸)を生成します。そのGTPをADPに移すことによってATPを産生します。↓(クエン酸回路唯一の基質レベルのリン酸化)。Eではコハク酸がコハク酸デヒドロゲナーゼの働きにより、フマル酸となります。(脱水素反応)この反応ではFADに水素が渡されることにより、FADHを生成して最終的に電子伝達系へ導入されます。Fではフマル酸が、フマラーゼの働きによりリンゴ酸となります。Gでは、リンゴ酸がリンゴ酸デヒドロゲナーゼの働きによってオキサロ酢酸となります。この反応のとき、NAD+に水素が渡されNADH+H+を生成して最終的に電子伝達系へ導入されます。反応�Gで生成されたオキサロ酢酸は反応�@でアセチルCoAと合流します。⇒クエン酸回路全体図ATPの合成量は全体図の図�Cを参照してください。1分子のグルコースは解糖系で2分子のピルビン酸を生成するため、クエン酸回路導入時には2回転分のアセチルCoAが生成されることになります。2×ATP=2ATP合計30ATPが生成されます。