プリンキピア

第7章細胞呼吸

Section Summary節のまとめ

In the presence of oxygen, pyruvate is transformed into an acetyl group attached to a carrier molecule of coenzyme A. The resulting acetyl CoA can enter several pathways, but most often, the acetyl group is delivered to the citric acid cycle for further catabolism. During the conversion of pyruvate into the acetyl group, a molecule of carbon dioxide and two high-energy electrons are removed. The carbon dioxide accounts for two (conversion of two pyruvate molecules) of the six carbons of the original glucose molecule. The electrons are picked up by NAD+, and the NADH carries the electrons to a later pathway for ATP production. At this point, the glucose molecule that originally entered cellular respiration has been completely oxidized. Chemical potential energy stored within the glucose molecule has been transferred to electron carriers or has been used to synthesize a few ATPs.
酸素があると、ピルビン酸は、運搬分子である補酵素Aに結合したアセチル基へ変わる。生じたアセチルCoAは複数の経路へ入れるが、多くの場合、アセチル基はさらに異化されるためクエン酸回路へ届けられる。ピルビン酸からアセチル基への変換では、二酸化炭素1分子と高エネルギー電子2個が取り除かれる。この二酸化炭素は、ピルビン酸2分子の変換を合わせると、元のグルコースの炭素6個のうち2個に相当する。電子をNAD+が受け取り、NADHが後のATP生産経路へ運ぶ。この時点で、最初に細胞呼吸へ入ったグルコース分子は完全に酸化されている。グルコースに蓄えられていた化学的な位置エネルギーは、電子運搬体へ移されるか、少数のATPの合成に使われている。
The citric acid cycle is a series of redox and decarboxylation reactions that removes high-energy electrons and carbon dioxide. The electrons, temporarily stored in molecules of NADH and FADH2, are used to generate ATP in a subsequent pathway. One molecule of either GTP or ATP is produced by substrate-level phosphorylation on each turn of the cycle. There is no comparison of the cyclic pathway with a linear one.
クエン酸回路は、高エネルギー電子と二酸化炭素を取り除く、一連の酸化還元・脱炭酸反応である。電子はNADHとFADH2に一時的に蓄えられ、後の経路でATPをつくるために使われる。回路が1周するたびに、基質レベルのリン酸化によってGTPまたはATPが1分子できる。ここでは、環状経路と直線状経路の比較は示されていない。

Review Questions確認問題

Exercises 7–10練習問題 7–10
Exercise 7問題 7
What is removed from pyruvate during its conversion into an acetyl group?
ピルビン酸がアセチル基へ変わる際、何が取り除かれるか。
  1. oxygen
    酸素
  2. ATP
    ATP
  3. B vitamin
    ビタミンB
  4. carbon dioxide
    二酸化炭素
Solution解き方
D
D
Exercise 8問題 8
What do the electrons added to NAD+ do?
NAD+に加えられた電子は、どうなるか。
  1. They become part of a fermentation pathway.
    発酵経路の一部になる。
  2. They go to another pathway for ATP production.
    ATP生産のため、別の経路へ進む。
  3. They energize the entry of the acetyl group into the citric acid cycle.
    アセチル基がクエン酸回路へ入るためのエネルギーを与える。
  4. They are converted to NADP.
    NADPへ変換される。
Solution解き方
B
B
Exercise 9問題 9
GTP or ATP is produced during the conversion of ________.
________への変換中に、GTPまたはATPがつくられる。
  1. isocitrate into α-ketoglutarate
    イソクエン酸からα-ケトグルタル酸
  2. succinyl CoA into succinate
    スクシニルCoAからコハク酸
  3. fumarate into malate
    フマル酸からリンゴ酸
  4. malate into oxaloacetate
    リンゴ酸からオキサロ酢酸
Solution解き方
B
B
Exercise 10問題 10
How many NADH molecules are produced on each turn of the citric acid cycle?
クエン酸回路1周当たり、NADHは何分子つくられるか。
  1. one
    1分子
  2. two
    2分子
  3. three
    3分子
  4. four
    4分子
Solution解き方
C
C

Critical Thinking Questions考察問題

Exercises 11練習問題 11
Exercise 11問題 11
What is the primary difference between a circular pathway and a linear pathway?
環状の経路と直線状の経路の、主な違いは何か。
Solution解き方
In a circular pathway, the final product of the reaction is also the initial reactant. The pathway is self-perpetuating, as long as any of the intermediates of the pathway are supplied. Circular pathways are able to accommodate multiple entry and exit points, thus being particularly well suited for amphibolic pathways. In a linear pathway, one trip through the pathway completes the pathway, and a second trip would be an independent event.
環状の経路では、反応の最終生成物が最初の反応物でもある。経路のいずれかの中間体が供給される限り、経路は自ら維持される。環状経路は、複数の入口と出口を設けられるため、特に両用代謝の経路に適している。直線状の経路では、一度通り抜けると経路が完了し、二度目の通過は独立した出来事になる。
acetyl CoA
アセチルCoA
combination of an acetyl group derived from pyruvic acid and coenzyme A, which is made from pantothenic acid (a B-group vitamin)
ピルビン酸由来のアセチル基と、パントテン酸（ビタミンB群）からつくられる補酵素Aが結合したもの。
citric acid cycle
クエン酸回路
(also Krebs cycle) series of enzyme-catalyzed chemical reactions of central importance in all living cells for extraction of energy from carbohydrates
クレブス回路ともいう。すべての生細胞で、炭水化物からエネルギーを取り出す中心的な役割を果たす、酵素に触媒される一連の化学反応。
Krebs cycle
クレブス回路
(also citric acid cycle) alternate name for the citric acid cycle, named after Hans Krebs, who first identified the steps in the pathway in the 1930s in pigeon flight muscles; see citric acid cycle
クエン酸回路の別名。1930年代にハトの飛翔筋で経路の各段階を初めて特定したハンス・クレブスにちなむ。「クエン酸回路」参照。
TCA cycle
TCA回路
(also citric acid cycle) alternate name for the citric acid cycle, named after the group name for citric acid, tricarboxylic acid (TCA); see citric acid cycle
クエン酸回路の別名。クエン酸が属するトリカルボン酸（TCA）にちなむ。「クエン酸回路」参照。