The Cell まとめノート#2 "Cell Chemistry and Bioenergetics"

Chapter 2 "Cell Chemistry and Bioenergetics"のまとめ。

何が書いてあるか

2-1 "THE CHEMICAL COMPONENTS OF  A CELL"

・生物の構成元素は，大半が炭素，水素，窒素，酸素である。

・水（H2O）は人体の約70%を占めており，極性を有する分子で，分子間で水素結合が形成されている。

・分子間の結合として，共有結合のほか，強い順に，イオン結合，水素結合，ファンデルワールス力，疎水性相互作用がある。

・溶液中の水素イオン濃度によりpHが定義される。

・水素イオンを他の物質に受け渡すものを酸，水素イオンを他の物質から受けとるものを塩基という（ブレンステッド・ローリーの定義）。

・生体分子の主な分類は，糖，脂肪酸，アミノ酸，ヌクレオチドである。

・生体分子の組み合わせにより，タンパク質，多糖類，DNAなどがつくられる。

2-2 "CATALYSIS AND THE USE OF ENERGY BY CELLS"

・細胞は生存し成長するために，食物を分解しながらエネルギーを得て（異化），そのエネルギーをさまざまな反応に使用して身体を構築する（同化）。

・熱力学の第2法則より，エントロピーが増大する反応は自発的に起こるが，生体分子の構築などエントロピーが減少する反応には外部からのエネルギーを要する。

・化学反応において，化合物間で電子の授受があるものを酸化還元反応という。

・エネルギーのうち，仕事に使うことのできるものを自由エネルギー（生物学ではギブズエネルギーが頻用される）といい，自由エネルギー変化が減少する反応は自発的に起こる。

・活性化エネルギーとは，反応の出発物質の基底状態から遷移状態に励起するのに必要なエネルギーである。

・酵素とは，特定の化学反応の触媒として活性化エネルギーを低下させる高分子であり，基質や温度，pHなどに対する高い特異性をもつ。

・生体に必要なエネルギーは，ATPやNADP，アセチルCoA，FADH2などの分子により運搬される。

2-3 "HOW CELLS OBTAIN ENERGY FROM FOOD"

・グルコースをはじめとした食品分子は，ATPとNADHの形で化学エネルギーを提供するために，段階的に酸化されることで分解される。

・解糖系は細胞質内での反応であり，グルコースからピルビン酸への反応を経て，ATPとNADHを得る。

・余分な糖は，脂肪やグリコーゲンのかたちで貯蔵される。

・クエン酸回路はミトコンドリアマトリックス内での反応で，アセチルCoAから二酸化炭素への酸化反応を経て，NADHとFADH2，GTPを得る。

・酸化的リン酸化により，NADHやFADH2から電子を取得して，H+勾配を発生させ、それからATPを合成する。

・ATP合成に伴い，酸素分子の還元により水が生成される。

ノート

本記事のもくじはこちら：