解糖とは何ですか？

解糖は、生細胞ごとにエネルギーを提供するためにグルコースをピルビン酸に変換する複雑な生物学的プロセスです。 解糖サイクルは血糖のピルビン酸のアニオン（ピルビン酸）への変換を伴うため、解糖はクエン酸サイクルとも呼ばれます。

このイベントには自由エネルギーの放出も含まれるため、熱力学的反応であると見なされます。 最終結果は、アデノシン-5'-三リン酸（ATP）と還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NADH）の合成であり、2つのヌクレオチドはDNAの重要な成分であり、適切な代謝機能に重要です。 解糖は嫌気性細胞呼吸と発酵の単純な例ですが、いくつかの触媒酵素と中間化合物を含む10の反応ステップが発生します。

解糖で起こる最初のイベントは、ヘキソキナーゼ解糖酵素によって提供されるエネルギーを使用して、6個の炭素原子を持つ糖（グルコース）分子を3個の炭素原子を含む2つの化合物、またはグルコース6-リン酸に変換します。 この物質は、分子の再配列を経て「乳酸塩」になるか、乳酸の陰イオンを生成します。 解糖の初期段階でのエネルギー消費の「返済」は、2つのニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）のその後の生産に続き、1,3-ビスホスホグリセリン酸を生成する各3炭素分子にリン酸基が結合します。 一方、反応中の水素はNADを減少させるために使用され、NADHを生成します。 最後に、解糖酵素ピルビン酸キナーゼを使用して、解糖反応に関与する各グルコース分子に対して2つのATPを生成します。

解糖は、おそらく数十億年前に進化した基本的な代謝経路です。 ただし、ほぼすべての生物で発生しますが、変動があります。 例えば、解糖作用を開始するための通常の踏み台はグルコースですが、他の単糖も反応に持ち込まれる可能性があります。 さらに、醸造酵母が発酵するときに二酸化炭素とエタノールが製造されることから明らかなように、乳酸は解糖の唯一の可能な副産物ではありません。 最後に、すべての炭素が必ずしもピルビン酸塩に変換されるわけではなく、他の炭素関連経路に使用される可能性があります。

機能不全解糖も発生します。 例えば、癌細胞はしばしば、正常細胞の速度の200倍までの解糖サイクルを示します。 ウォーバーグ効果として知られるこの加速は、ヘキソキナーゼ酵素が豊富なため、または部位への血流不足による酸素不足のために発生する可能性があります。 アルツハイマー病でも同様のグルコース代謝障害が見られます。 ただし、これは、リン酸化を妨げる特定のタンパク質の蓄積によって引き起こされる可能性が高くなります。