先生によって Ananya Mandal、 MD
新陳代謝は 2 つの大部分で構成します: anabolism および異化。 異化は大きい分子を破壊する代謝過程のセットです。 これらのより複雑な分子はボディのさまざまな機能に必要なエネルギーを作り出すために破壊されます。 エネルギーは構築するか、または同化プロセスのために利用されます。
異なった有機体の異化
これらの異化作用の反作用の厳密な性質は有機体と有機体に異なり、有機体はおよびカーボンエネルギー源に基づいて分類することができます:
- organotrophs では、有機性ソースはエネルギー源として使用されます
- lithotrophs では、無機基板は使用されます
- phototrophs では、日光は化学エネルギーとして使用されます
異化の基本的な共通の反作用は有機性分子、水、アンモナル、硫化水素または鉄イオンのような減らされた供給の分子からの酸素、硝酸塩または硫酸塩のようなアクセプターの分子への電子の転送を含むレドックスの反作用を含んでいます。
人間および動物では、レドックスの反作用は二酸化炭素および水のようなより簡単な分子に、破壊される複雑な有機性分子を含みます。
プラントおよび藍藻のような光合成の有機体では、これらの電子転送の反作用はエネルギーを解放しません。 これらの反作用はちょうど日光から吸収されるエネルギーの保存を助けます。
新陳代謝に基づく有機体の分類
| エネルギー源 | 日光 | 写真 | - troph | ||
| 前もって形成された分子 | chemo | ||||
| 電子提供者 | 有機化合物 | organo- | |||
| 無機化合物 | litho- | ||||
| カーボンソース | 有機化合物 | hetero- | |||
| 無機化合物 | 自動 | ||||
異化の段階
異化は 3 つの主要段階分割することができます。
段階 1 - 消化力の段階
大きい有機性分子は蛋白質、脂質を好み、多糖類はセルの外のより小さいコンポーネントに消化されます。 この段階はより小さい単位に壊れるセルおよび必要性によって直接吸収することができない澱粉、セルロースまたは蛋白質でそれらがセル新陳代謝で使用することができる前に機能します。
消化酵素は単糖類か簡単な砂糖に多糖類を消化するグリコシドの加水分解酵素を含んでいます。
蛋白質の消化力にかかわる一次酵素は 2. の最適 pH でペプチド結合の無指定の加水分解に触媒作用を及ぼすペプシンです。 小腸の内腔では、膵臓はトリプシン、キモトリプシン、エラスターゼ等の zymogens を分泌します。 これらの蛋白質分解酵素は自由なアミノ酸に蛋白質を、またジペプチドおよび tripeptides 壊します。 自由なアミノ酸、またディディミアムおよび tripeptides は他のティッシュによって吸収される血のストリームに続いて解放される腸の粘膜のセルによって吸収されます。
アミノ酸および砂糖は特定のトランスポート蛋白質によってセルにそれからポンプでくまれます。
段階 2 - エネルギーのリリース
破壊されてこれらの分子はセルとられ、にけれどもより小さい分子、通常エネルギーを解放するアセチルの補酵素 A (アセチル CoA) によって変換されます。
段階 3 - CoA のアセチルのグループは補酵素のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド (NAD+) の減少によって NADH に保存されるエネルギーを解放するクエン酸回路および電子輸送鎖の水をまき、二酸化炭素酸化します。
炭水化物の故障
複雑な炭水化物が壊れているとき簡単な砂糖か単糖類を形作ります。 これはセルによってとられます。 一度これらの砂糖の中でブドウ糖およびフルクトースのような砂糖がピルボン酸塩に変換される ATP が生成される解糖作用を経れば。 ピルボン酸塩は複数の新陳代謝のパスの中間物ですが、大半はアセチル CoA に変換され、クエン酸回路か Kreb のサイクルに入れられます。
クエン酸回路の中ではより多くの ATP は単糖類によって生成されます。 最も重要な製品はアセチル CoA が酸化すると同時に NAD+ から作られる NADH です。 この酸化は廃棄物として二酸化炭素を解放します。
酸素がないとき、解糖作用は、 NADH に解糖作用の再使用のための NAD+ を再酸化させる酵素の乳酸塩のデヒドロゲナーゼを通して乳酸塩を作り出します。
ブドウ糖はまたペントースの隣酸塩パス、によって破壊する補酵素 NADPH を減らし、リボースのようなペントースの砂糖を作り出す、核酸の砂糖のコンポーネントことができます。
アミノ酸の故障
蛋白質は分割されたアミノ酸です。 アミノ酸が蛋白質および他の生体物質を総合するのに使用されているか、または尿素および二酸化炭素にエネルギー源として酸化します。
酸化の過程において、最初にアミノグループはトランスアミナーセによって除去されます。 アミノグループはケト酸の形で deaminated カーボン骨組を残す尿素のサイクルに入れられます。
これらのケト酸はクエン酸回路を入力します。 グルタミン酸塩は、例えば、α ketoglutarate を形作ります。 アミンのいくつかはまたぶどう糖新生によるブドウ糖に、変換されるかもしれません。
ある蛋白質は非常に安定しています、他です非常に短命。 短命蛋白質は通常重要な新陳代謝の役割を担います。 これらの蛋白質の短い寿命の時はセルが急速にセルの新陳代謝の状態の変更に調節するようにします。
脂質の故障
脂肪は脂肪酸なしおよびグリセロールへの加水分解によって catabolised。 グリセロールは解糖作用を入力し、アセチル CoA を解放するために脂肪酸はベータ酸化によって破壊されます。 このアセチルの共同範囲次のクエン酸回路。 脂肪酸は酸化に炭水化物が構造でより多くの酸素を含んでいるので炭水化物よりより多くのエネルギーを解放します。
完全な酸化によって得られるカロリー
- 炭水化物の収穫 4 kcal/g。
- 炭水化物は水と保存されなければなり、グリコーゲンの各 1g は 2g 水と水和します。 水和させた炭水化物: 1.3 kcal/g
- 脂肪: 9 kcal/g (脂肪は水和しません)
- 蛋白質: 4 kcal/g
4 月 Cashin-Garbutt 著見直される、 BA Hons (Cantab)