細胞代謝エネルギー論　

当日確認

• AMPによる調節、その理由
• G6P⇆F6Pの反応
• DHAP⇆GAPの反応

2010夏学期、月曜3限

• 生化学⇆分子生物学

　分子機構
　定量的なとりあつかい
　生体物質の特徴

2009過去問

(1)

アミノ酸

• 20種を覚える。

※Leu,Ile注意。

酵素反応

1:oxidoreductase(酸還元酵素)
2:trasferase(転移酵素)
分子間で官能基を転移する。ex.AのPO3をBに転移する。
3:hydrolase(加水分解酵素)
A+H2O→B+C
4:lyase(付加脱離酵素)
分子からの官能基の付加or脱離
5:isomerase(異性化酵素)
分子内での官能基の転移。原子数が変化しない。
6:ligase(合成酵素)
ATPを使って新しい化学結合を形成。つまり○○合成酵素のすべてがligaseではない。

自由エネルギー

Glcとでんぷん

解糖系：Glc→Pyruvate　反応1~10

• トータルな反応

Glc+[NAD+]+2ADP+2Pi→2Pyruvate+2NADH+2ATP+2H2O+[4H+]

• 反応1~5：段階1=ATPの投資
• 反応6~10：段階2=ATPの回収、NADHの産出

Glc
↓:ATP→ADP
↓[反応1]リン酸化：グルコキナーゼ(ホスホトランスフェラーゼに属する)
G6P
↓[反応2]異性化：ホスホグルコースイソメラーゼ
F6P
↓:ATP→ADP
↓[反応3]リン酸化：ホスホフルクトキナーゼ
FBP
↓[反応4]開裂：

(B型)アルドラーゼ

GAP+DHAP

GAP⇆DHAP:[反応5]異性化：トリオスリン酸イソメラーゼ

GAP
↓:[NAD+]→NADH+[H+]
↓[反応6]高エネルギー化合物合成：グリセルアルデヒド3リン酸デヒドロゲナーゼ
1,3-BPG
↓ADP→ATP
↓[反応7]基質レベルのリン酸化：ホスホグリセリン酸キナーゼ
3PG
↓[反応8]リン酸基の移動：ホスホグリセリン酸ムターゼ

↓His-[PO3-2]がリン酸基を交換する。

2PG
↓→H2O
↓[反応9]高エネルギー化合物生成：エノラーゼ
PEP
↓ADP→ATP
↓[反応10]基質レベルのリン酸化：ピルビン酸キナーゼ
Pyruvate

クエン酸回路:oxidoreductase反応を覚える。CO2の出て行くポイントをおさえる。

pyruvate
↓CoASH+[NAD+]→NADH+CO2
↓[反応0]チオエステル化(?)：ピルビン酸デヒドロゲナーゼ
アセチルCoA
↓+オキサロ酢酸+H2O→CoASH+[H+]
↓[反応1]クエン酸シンターゼ
クエン酸
↓[反応2]アコニターゼ
イソクエン酸

↓[NAD+]→CO2+NACH

↓[反応3]イソクエン酸デヒドロゲナーゼ
2-オキソグルタル酸

↓CoASH+[NAD+]→NADH+CO2

↓[反応4]2-オキソグルタル酸デヒドロゲナーゼ

スクシニルCoA
↓GDP+Pi→GTP+CoASH+[H+]
↓[反応5]スクシニルCoAシンテターゼ
コハク酸
↓FAD→FADH2
↓[反応6]コハク酸デヒドロゲナーゼ
フマル酸
↓+H2O
↓[反応7]フマラーゼ
リンゴ酸
↓[NAD+]→NADH+[H+]
↓[反応8]リンゴ酸デヒドロゲナーゼ
オキサロ酢酸

クエン酸回路の中間体の横取り

• pyruvate⇆乳酸

→補充反応：pyruvate→pyuvateカルボキシラーゼ→オキサロ酢酸→GTP→PEP→Pyruvate

• クエン酸→脂肪酸、コレステロール

• 2-オキソグルタル酸→Glu

• スクシニルCoA→ポルフィリン

⇔イソロイシン、バリン、メチオニン→スクシニルCoA

• リンゴ酸→Glc

⇔オキサロ酢酸→リンゴ酸

• オキサロ酢酸→アミノ酸

→リンゴ酸
⇔アミノ酸→オキサロ酢酸

⇔アスパラギン酸、チロシン、フェニルアラニン→フマル酸

糖新生

pyrubvate→オキサロ酢酸→PEP→解糖系の逆→Glc

アミノ酸の合成

オキサロ酢酸、クエン酸回路、ピルビン酸 etc...→

・2-オキソグルタル酸→グルタミン酸

• NADH存在下、クエン酸回路が阻害されている場合→逆回りの反応が起こる。ΔG≒0：化学平衡

光合成

• クロロフィルの吸収と光化学反応

440nm:青→700nmあたりの蛍光を励起
700nm:赤→光合成利用できる

• 光合成反応の反応収率

クロロフィル2400分子-光子8個-O2一分子
2400/8=300分子のクロロフィル
299(295)分子のクロロフィルは何をしているのか？
→光捕集色素…どのクロロフィルに光子があたっても同様に反応が進む。
⇔視覚や太陽電池では光捕集色素はない

• 海水の吸収の違いによるクロロフィルの吸収の違い

→遠洋80m：散乱光少ない、赤色光はH2O分子に吸収される
したがって、短波長(青)を吸収する。
→沿岸25m：微粒子のため、青色光は散乱、赤色光の吸収少ない
したがって、長波長(赤)を吸収する。

• 作用スペクトル…光受容体で重要。作用の波長依存性

• 太陽光スペクトル

エネルギー:ε、定数波長:hv、光速:C、波長:λ
ε=hV=h*C/λ
※光エネルギーは波長が大きいほど小さい。

• 光の吸収は色素

• クリプトクロム

DNA修復酵素に似ている。
FADを結合
光による酸化還元
タンパク質相互作用による伝達

• フォトトロピン

植物の光定位運動
気孔の開閉
PASドメインでFMNを結合
光サイクルでCysとadduct形成
プロテインキナーゼの活性化

呼吸