糖質の構造

単糖の中でも最も一般的なD-グルコースのFischer式(フィッシャー式)での構造を以下に示す。

D-グルコースのアノマー、エピマー、D体、L体

一般によく知られているソルビトールやグルコサミンなどは、このグルコースが、酸化・還元・置換反応することによって得られる 物質である。

グルコン酸 1位(CHO)の酸化 → COOH 還元性×
ソルビトール 1位(CHO)の還元 → CH2OH
グルコサミン 2位(OH)の置換 → NH2 還元性○
グルクロン酸 6位(CH2OH)の酸化 → COOH

糖質の種類

糖質のエネルギーは1gあたり4kcal、つまり、ブドウ糖10gは40kcalということになる。

糖質は、以下の表のように、単糖、二糖、多糖(単純多糖or複合多糖)に分類される。

デンプンはアミラーゼにより、デキストリンとマルトースに分解され、ラクトースやスクロースとともに小腸上皮でブドウ糖(グルコース)、ガラクトース、フルクトースへと分解される。

単糖グルコース細胞膜通過にインスリン必要六炭糖
フルクトース 六炭糖
ガラクトース 六炭糖
ソルビトール 六炭糖
キシリトール 五炭糖
二糖マルトースグルコース×グルコース(マルターゼ) 
ラクトースグルコース×ガラクトース(ラクターゼ) 
スクロース(ショ糖)グルコース×フルクトース(サッカラーゼ) 
単純多糖アミロースグルコース、マルトースα(1-4)
デキストラングルコースα(1-6)
セルロースグルコースβ(1-4)
マンナンマンノース 
ペクチン class="b21"ガラクツロン酸 
アルビン酸マンヌロン酸 
キチンN-アセチルグルコサミン 
複合多糖ヒアルロン酸グルクロン酸、N-アセチルグルコサミン 
コンドロイチン硫酸グルクロン酸、N-アセチルガラクトサミン 
ヘパリングルクロン酸、イズロン酸、グルコサミン 

複合多糖は(別名:ムコ多糖=グルコサミノグリカン)と呼ばれ、グルコサミノグリカンはグルクロン酸などのウロン酸とグルコサミンなどのアミノ糖の繰り返し構造で構成されている。

このグルコサミノグリカンが1つのコアタンパク質にいくつも結合したものをプロテオグリカンと呼ぶ。

オリゴ糖は2~10数個程度の単糖が結合した糖の総称で、二糖類もそれに含まれる。二糖類を除く殆ど全てのオリゴ糖が小腸で消化されず、そのまま大腸まで到達し、ビフィズス菌などの善玉菌の栄養源となる。

糖代謝

糖代謝については以下の図を参考にしてほしい。

体内の数々の酵素によって、グルコース(ブドウ糖)やフルクトースなどの単糖まで分解された後は、アセチルCoAを経て、好気性回路(TCA回路)か嫌気性回路(発酵)、もしくは脂肪回路へと移行する。

TCA回路に移行した場合は、一番右の図のように、酸素の存在下、ATP(運動エネルギー)を合成する。

参考←糖代謝1 糖代謝2(補足)←糖代謝2 TCA回路←TCA回路など

糖新生のエネルギー源は、グリセロール、尿酸、アミノ酸の大きく3つに分類でき、糖新生の際に利用するエネルギーは脂肪酸のβ酸化の時に生じるFADH2である。

オキサロ酢酸が糖新生の際にホスホエノールピルビン酸に戻るためには、ミトコンドリア内から出るために、一度リンゴ酸になって膜を通過し、再度オキサロ酢酸にもどるという流れをとる。

尿素回路では、シトルリンとアスパラギン酸でアルギニンコハク酸が、アルギニンコハク酸からアルギニンとフマル酸が生じ、フマル酸はリンゴ酸になって糖新生に利用される。

好気的条件下

酸素が十分にある好気的条件下では、ピルビン酸はアセチルCoAへと変換されて、ミトコンドリア内へと移行、TCA回路へと進む。

  • グルコース→ピルビン酸(細胞質ゾル内)で、+2ATP
  • αケトグルタル酸→コハク酸(ミトコンドリアマトリックス内)で、+2ATP
  • NADH2→NAD+、FADH2→FAD+(ミトコンドリア膜)で、+34ATP

合計で、グルコース1モルから+38ATPが生成する。

嫌気的条件下

酸素が不十分な嫌気的条件下(運動による低酸素状態含む)では、ピルビン酸はTCA回路へは移行せず、LDHの作用により乳酸へと変換される。

ミトコンドリア内には入らず、細胞質ゾル内だけで進行する反応。変換された際に生じるNAD+を再利用して、グルコースから乳酸への合成を再び行う。

グルコース1モルからピルビン酸→乳酸へと進行する時に、2ATPが使用され、4ATPが生成するため、正味で+2ATPとなる。


コメントor補足情報orご指摘あればをお願いします。



  • << 前のページ
  • 次のページ >>
ページトップへ