無酸素状態となるとなぜクエン酸回路は停止するの？

質問

こんばんは。
生物を勉強している中で、どうしてもわからないことが出来てしまったのですが、おわかりの方教えて頂けませんか。
好気呼吸の解糖系、クエン酸回路、電子伝達系の中で、無酸素状態にすると停止する反応は、クエン酸回路と電子伝達系と言われています。反応式に酸素が入っている電子伝達系が無酸素状態で停止してしまうのは理解できるのですが、なぜ反応式自体に酸素を必要としないクエン酸回路まで無酸素にすると停止してしまうのでしょうか。
よろしくお願い致します。

回答No.3

aji321

どうも大学生です。
生物を勉強中ということで簡単に説明します。

まず代謝経路は様々な経路がつながってできていますよね？クエン酸回路というのは補酵素を利用したアセチルCoAの酸化なのですが、この補酵素がNAD+とQなのです。これらは電子伝達系でNADHおよびQH2を酸化することにより生成するのですがここでO2がいるわけです。つまりO2がないとNAD+とQが生成できないわけですからクエン酸回路も止まりますよね？
ちなみに解糖系でもNAD+は使いますが、これは無酸素状態においてはピルビン酸が乳酸になる経路をとり、NADHからNAD+を作るので、無酸素でも反応は止まらないということです。

簡単ですが、これを参考に詳しく勉強してみてください。それでは

お礼

丁寧な解答ありがとうございました。とても参考になりました。
クエン酸回路と電子伝達系のかかわりもよくわかりました。
自分でももう少し詳しく調べてみます。ありがとうございました。

回答No.2

Tacosan

結論を先にいうと「クエン酸回路自身には酸素を必要とする反応は存在しないが, 『酸素がないと止まってしまう』反応が存在する」ということだと思います. 以下ちょっと調べたところで:
まず, 電子伝達系で酸素が必要なのは最後の複合体IV です. で, 普通「電子伝達系」といえば NADH から複合体I→複合体III→複合体IV の順に反応が進行します.
数字が飛ばされてしまった「複合体II」ですが, これは「コハク酸をフマル酸に酸化し, ここで出てきた 2個の水素を FAD 経由で CoQ に渡す」働きをします. そして, 還元型の CoQH2 を使って複合体III, IV へと反応が進んでいきます. ということは, 酸素がないとこの「複合体II→複合体III→複合体IV」という反応も停止してしまいます.
問題はこの「複合体II」で, これは実はクエン酸回路中「コハク酸+FAD→フマル酸+FADH2」の反応にかかわる酵素であるコハク酸デヒドロゲナーゼそのものです (この FADH2 の水素は同じ複合体II の中で CoQ を還元するために使われる).

お礼

解答ありがとうございました。とても参考になりました。
クエン酸回路と電子伝達系のかかわりがよくわかりました。
自分でももう少し詳しく調べてみます。ありがとうございました。

回答No.1

noname#194289

電子伝達系が動くための素材はクエン酸回路から供給されています。この素材が使われなくなると溜まってくるので、おそらくいろいろな経路でクエン酸回路を抑制する機構が作動すると思います。

お礼

解答ありがとうございました。参考になりました。
素材が使われないで溜まる可能性もあるように感じます。
ありがとうございました。