糖代謝の主な経路

人体はエネルギーを得るために糖分を必要とします。体が弱っているとき、めまいがするとき、キャンディーを一口食べるとすぐに元気になります。人体が毎日食べる食べ物には糖分が含まれており、分解されてブドウ糖に変換され、人体に吸収されます。日常生活では、適度に甘いものを食べることはできます。おいしいだけでなく、エネルギーも補給できますが、甘いものを食べすぎることはできません。一方では歯を傷めやすく、他方では胃酸の分泌を引き起こしやすくなります。

砂糖は人体のあらゆる組織で代謝されます。主な経路は、嫌気性解糖、好気性酸化、ペントースリン酸経路の 3 つです。

（１）嫌気性解糖

解糖プロセスは、グルコースをピルビン酸に分解するプロセスであり、プロセス全体で 10 個の酵素触媒反応があります。

1. グルコースのリン酸化

解糖系の第一歩は、ヘキソキナーゼによって触媒されるグルコースの C6 のリン酸化によってグルコース 6-リン酸が形成されることです。このキナーゼは補因子として Mg2+ イオンを必要とし、1 分子の ATP を消費します。この反応は不可逆的です。

2. グルコース6-リン酸のフルクトース6-リン酸への異性化

これはアルドース-ケトース異性化反応であり、ホスホヘキソースイソメラーゼによって触媒され、アルドースとケトースを異性体に変換します。この反応には Mg2+ イオンの関与が必要であり、可逆的です。

3. フルクトース6-リン酸のリン酸化によるフルクトース1,6-二リン酸の​​生成

この反応は、ホスホフルクトキナーゼによって触媒され、2 番目の ATP 分子を消費して、フルクトース 6 リン酸がリン酸化されてフルクトース 1,6 ビスリン酸が生成される反応です。

4.1,6-二リン酸フルクトース分解

アルドラーゼの作用により、ヘキソースリン酸中のフルクトース6-ビスリン酸のC3とC4間の結合が切断され、3-ホスホグリセルアルデヒド1分子とジヒドロキシアセトンリン酸1分子が生成されます。

5.3-グリセルアルデヒドリン酸とジヒドロキシアセトンリン酸の相互変換

グリセルアルデヒド 3-リン酸は解糖系の次の段階の基質であるため、さらなる解糖の前に、ジヒドロキシアセトンリン酸をトリオースリン酸イソメラーゼの触媒作用でグリセルアルデヒド 3-リン酸に変換する必要があります。

6.3-グリセルアルデヒドリン酸の酸化

NAD+ と H3PO4 の存在下で、3-ホスホグリセルアルデヒドは 3-ホスホグリセルアルデヒド脱水素酵素によって触媒され、1,3-ジホスホグリセリン酸を生成します。このステップは、解糖系における唯一の酸化反応です。

7.1、3-ジホスホグリセリン酸から3-ホスホグリセリン酸

ホスホグリセリン酸キナーゼの作用により、1,3-ビスホスホグリセリン酸の高エネルギーホスホリル基が ADP に転移され、ATP と 3-ホスホグリセリン酸が形成されます。

8. グリセリン酸-3-リン酸はグリセリン酸-2-リン酸に変換される

ホスホグリセリン酸ムターゼの触媒作用により、グリセリン酸-3-リン酸分子の C3 のリン酸基が C2 に転移され、グリセリン酸-2-リン酸が形成されます。これには Mg2+ イオンの関与が必要です。

9. グリセリン酸-2-リン酸はホスホエノールピルビン酸に変換される

エノラーゼの触媒作用により、グリセリン酸-2-リン酸は脱水され、分子内のエネルギーが再分配されてホスホエノールピルビン酸エノールリン酸結合が形成されます。これは、解糖経路における 2 番目の高エネルギーリン酸化合物です。

10. ピルビン酸の生産

ピルビン酸キナーゼの触媒作用により、ホスホエノールピルビン酸分子の高エネルギーリン酸基が ADP に転移され、ATP が生成されます。これは、解糖経路における 2 番目の基質レベルのリン酸化反応です。Mg2+ と K+ の関与が必要であり、反応は不可逆的です。

（２）好気性酸化（省略）

（３）ペントースリン酸経路（省略）