微生物学

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解糖

解糖の前半は、グルコースのリン酸化に二つのATP分子を使用し、二つの三炭素分子に分割されます。
解糖の前半の図。 グルコースは6炭素糖であり、角の1つに酸素があり、環の外側に6番目の炭素がある六角形である。 ステップ1：ヘキソキナーゼは、ATPからリン酸を取り、グルコースにそれを追加してグルコース-6-リン酸（炭素6にリン酸基を有する線形構造）を生成する。 ADPはこの反応の別の生成物である。 ステップ2：ホスホグルコースイソメラーゼは、炭素1から炭素2に二重結合酸素を移動させることにより、グルコース-6-リン酸をフルクトース-6-リン酸に変換する。 ステップ3：ホスホフルトキナーゼは、ATPからフルクトース-6-リン酸にリン酸を移動させ、フルクトース-1,6,-二リン酸を生成する。 これは、炭素1および6上にリン酸基を有するフルクトース分子である。 ADTPはこの反応の別の生成物である。 ステップ4: アルドラーゼはフルクトース-1,6-ビホスフェートを半分に分割してグリセルアルデヒド-3-リン酸（炭素1に二重結合酸素、炭素3にリン酸を持つ3炭素分子）とジヒドロキシアセトン-リン酸（炭素1にリン酸基、炭素2に二重結合酸素を持つ）を生成する。 ステップ5：トリオースリン酸イソメラーゼは、ジヒドロキシアセトン-リン酸とグリセルアルデヒド-3-リン酸との間で変換する。解糖の後半は、ATP投資なしでリン酸化を伴い（ステップ6）、グルコースあたり2つのNADHおよび4つのATP分子を生成する。解糖の後半の図。 次の手順はすべて2回実行されます。 ステップ6：グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼは、グリセルアルデヒド3-リン酸（炭素1に二重結合酸素を有する3炭素分子および炭素3にリン酸を有する3炭素分子）を1,3-ビスホスホグリセリン酸（炭素1および3にフォプシェートを有する分子）に変換する。 添加されるリン酸塩は無機リン酸塩（pi）であり、このプロセスはまた、NAD+のNADHおよびH+への変換を必要とする。 ステップ7: ホスホグリセリン酸キナーゼは、1,3-ビスホスホグリセリン酸からリン酸を除去し、それをADPに加えてATPと3-ホスホグリセリン酸（炭素3にリン酸基、炭素1にカルボキシル基を持つ分子）を生成する。 ステップ8:ホスホグリセリン酸ムターゼは、3-ホスホグリセリン酸を炭素1上にカルボキシル、炭素2上にリン酸基、および炭素3上にOHを有する2-ホスホグリセリン酸に変換する。 ステップ9：エノラーゼは、炭素3から酸素を除去する（および水を生成する）ことにより、2-ホスホグリセリン酸をホスホエノールピルビン酸（PEP）に変換する。 ステップ10: ピルビン酸キナーゼは、リン酸基を除去し、それをADPに添加してATPを産生することによってpepをピルビン酸に変換する。 ピルビン酸塩は、炭素1上にカルボキシル、炭素2上に二重結合酸素を有する3炭素分子である。Entner–Doudoroff Pathwayは、グルコースをエタノールに変換し、ATPを1つ獲得する代謝経路です。D-グルコースは、一方の角に酸素を含む六角環を有する6炭素分子であり、第六炭素は環の外側にある。 ATP:D-グルコース-6-ホスホトランスフェラーゼはATPからリン酸基を除去し、炭素6上にリン酸基を持つβ-D-グルコース-6Pを生成する。 ADPはこの反応の別の生成物である。 Β-D-グルコース-6-リン酸：NADP+1-オキソレダクターゼは、β-D-グルコース-6PをD-クルコノ-1,5,-ラクトン6-リン酸に変換する。 この分子は、Ｏ ｈ基ではなく炭素１に酸素を有する。 この反応はまた、NADPからNADH++H+を生成する。 ラクトノヒドロラーゼは、D-グルコノ-1,5,-ラクトン6-リン酸を6-phsopho-D-グルコン酸に変換する（炭素6にリン酸基を持ち、炭素1に二重結合した酸素を持つ直鎖状の形態）。 6-phospho-D-gluconate hydro-lyaseは、炭素2に二重結合した酸素を加えることによって、6-phsopho-D-gluconateを2-dehydro-3-deoxy-D-gluconate-6Pに変換する。 P-2-keto-3-deoxygluconate aldolaseは、2-dehydro-3-deoxy-D-gluconate-6Pをピルビン酸（炭素1と炭素2に二重結合酸素を持つ3炭素分子）とグリセルアルデヒド-3-リン酸（炭素1に二重結合酸素を持ち、炭素3にリン酸基を持つ3炭素分子）に分割する。 Glyceraldeyhyde-3-phosphateは、リン酸塩を除去し、それをADPに添加してATPを生成することによってピルビン酸に変換することができる。 この反応はまた、NAD+からNADH+H+を生成する。 この反応はNADH+H+からNAD+を生成する。

ペントース-リン酸経路

ペントースリン酸経路は、ホスホグルコネート経路およびヘキソース一リン酸シャントとも呼ばれ、nadphおよび五炭素糖ならびにリボース5-リン酸、グルコースからヌクレオチドの合成のための前駆体を生成する解糖に平行な代謝経路である。
ステップ1: Glucose-6-phosphate is a 6 carbon molecule in ring formation with a phosphate group at carbon 6. Step 2: Glucose 6-phosphate dehydrogenase converts glucose-6-phosphate to 6-P-gluconolactone thereby producing NADPH/H+ from NADP+. Step 3: Gluconolactonase converts 6-P-gluconolactone to 6-P-gluconate by hydrolysis. Step 4: 6-P-gluconate dehydrogenase converts 6-P-gluconate to ribulose 5-phosphate thereby producing NADPH/H+ from NADP+.

TCA Cycle

In this transition reaction, a multi-enzyme complex converts pyruvate into one acetyl (2C) group plus one carbon dioxide (CO2). アセチル基は、アセチル基をクレブス周期の部位に輸送する補酵素a担体に結合する。 このプロセスでは、NADHの1分子が形成される。
ステップ1：カルボキシル基をピルビン酸塩から除去し、二酸化炭素を放出する。 ステップ2：NAD+はNADHに還元されます。 ステップ3:アセチル基はアセチルCoAに終って補酵素Aに、移ります。クエン酸サイクルでは、アセチルCoAからのアセチル基が四炭素オキサロ酢酸分子に結合して六炭素クエン酸分子を形成する。 一連のステップを通して、クエン酸塩は酸化され、サイクルに供給される各アセチル基のための2つの二酸化炭素分子を放出する。 このプロセスでは、基質レベルのリン酸化によって、3つのNADH、1つのFADH2、および1つのATPまたはGTP（細胞型に依存する）が生成される。 クエン酸サイクルの最終生成物も最初の反応物であるため、サイクルは十分な反応物の存在下で連続的に実行されます。 （クレジット: アセチルCoAは、2炭素分子であり、

ベータ酸化

脂肪酸酸化中に、トリグリセリドはクレブスサイクルに入り、グルコースレベルが低いときにエネルギー源として使用することができる2Cアセチル基に分解することができる。
脂肪酸（長い炭素鎖）で始まる。 ステップ1:脂肪酸を脂肪質のアシルのカルニチンに変えることはmitochondrial膜を通って輸送を可能にします。 この画像は、脂肪酸の末端からのＯ Ｈの除去およびその場所へのＣｏ−Ａ−Ｓの添加を示す。 ステップ２：脂肪アシルＣｏａをβ−ケトアシルＣｏａに変換し、これをアシルＣｏａとアセチルＣｏａとに分割する。 Ｃｏ−Ａ−ＳＨが除去される。 水素は、これらの炭素の間に二重結合を形成するために炭素2および3から除去される。 これはまた、FADH2フォームFAD+を生成します。 次に、トランスエノイルCoAは、β炭素酸化および水の添加によって変換される。 これはL-3-ヒドロキシアシルCoA（これらの二重結合が再び壊れている分子）を生成する。 次のΒ-ケトアシルCoAが生成される（炭素3に二重結合酸素が付加されている）。 このプロセスでは、FAD+からFADH2も生成されます。 次に、β-ケトアシルCoAは、アセチルCoA（2炭素鎖）とアシルCoA（炭素鎖が短くなっている）に分割される。 最後に、アセチルCoAはKrebs周期に入ります。

酸化的リン酸化

電子輸送鎖は、膜を横切ってH+イオンをポンプするために使用される一連の電子キャリアおよびイオンポンプ その後、H+はATPの形成を触媒するATP合成酵素を介して膜を通って逆流する。 電子輸送鎖の位置は、真核細胞における内部ミトコンドリアマトリックスおよび原核細胞における細胞質膜である。
ミトコンドリアの内膜が示されています。 膜上には、一連のタンパク質が一列に並んでおり、一方の側に大きなタンパク質があります。 内部のミトコンドリアマトリックスでは、2つの自由水素イオン+2つの電子がO2分子の水を生成することを示す全体の式である。 これは二度起こります。 図は、鎖の最初のタンパク質上の2つの電子を示しています。 これらの電子は、NADHのnad+への分裂から来る。 電子は鎖の次の蛋白質に、そして電子輸送鎖の5つの蛋白質のラインの下でそれから動きます。 電子はまたFADH2のFAD+への分裂からの第2蛋白質の鎖に加えることができます。 電子がタンパク質を通過すると、1、3、および5個の陽子（H+）が膜を横切ってポンピングされる。 これらのプロトンはATPシンターゼを介してミトコンドリアマトリックスに戻ることができる。 それらがATP合成酵素を通過するとき、それらはADPおよびPO4,3-からのATPの産生を可能にする。

カルビン-ベンソンサイクル

カルビン-ベンソンサイクルには3つの段階があります。 第1段階では、酵素RuBisCOは有機分子、3-PGAに二酸化炭素を組み込む。 ステージ2では、NADPHによって供給される電子を使用して有機分子が還元される。 ステージ3では、サイクルを開始する分子であるRuBPが再生され、サイクルが継続できるようになります。 一度に一つの二酸化炭素分子のみが組み込まれるので、サイクルは単一の三炭素GA3P分子を生成するために三回、六炭素グルコース分子を生成するために六回を完了しなければならない。
ステップ1：炭素固定。 CO2の3つの分子がサイクルに入ります。 RubiscoはRUBPの3つの分子（どちらかの端の隣酸塩グループが付いている5つのカーボン分子とそれらを結合します。 これにより、6分子の3-PGA（炭素3にリン酸を有する3炭素分子）が生成する。 ステップ2：3-PGAの低減。 3-PGA分子は、炭素1上の酸素の1つを除去することによってGA3Pの6分子に変換される。 このプロセスはまた、6分子のATP（ADPを産生する）および6分子のNADPH（NADP++H+を産生する）を使用する。 ステップ3：RuBPの再生。 GA3Pの6つの分子のうちの5つはRuBPの3つの分子に変えられます。 第六Ga3Pはγ分子グルコース（C6H12O6）に変換される。 RuBPの生産はまた3ATPを使用します（2ADPを作り出します）。 これは、サイクルのトップに戻って私たちをもたらします。

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