酸化的リン酸化(読み)さんかてきりんさんか(英語表記)oxidative phosphorylation

改訂新版 世界大百科事典 「酸化的リン酸化」の意味・わかりやすい解説

酸化的リン(燐)酸化 (さんかてきりんさんか)
oxidative phosphorylation

呼吸基質から分子状酸素への電子伝達反応と共役して,ADPと無機リン酸からATPが形成される過程。この反応によって,糖や脂肪酸の酸化に伴って解放されるエネルギーの一部が,ATPの高エネルギーリン酸結合の形,すなわち生物にとって最も利用しやすい形で捕捉される(高エネルギー結合)。ブドウ糖1分子の完全酸化に伴って生成するATPの90%以上は酸化的リン酸化によって得られるものであり,この過程は生物のエネルギー代謝においてきわめて重要である。酸化的リン酸化の反応系ミトコンドリア内膜(細菌では細胞膜)に存在する。酸化還元のエネルギーをATP合成のエネルギーに変換する反応の機構は長い間のなぞであった。しかし1966年ミッチェルP.Mitchellは,(1)呼吸鎖電子伝達反応が進行する際に,H⁺が膜を横切って一方から他方へ定方向的に輸送され,(2)その結果として生じるH⁺の偏在がATP合成のエネルギー源となる,という2点を骨子とする化学浸透圧説chemiosmotic hypothesisを提唱した(図参照)。約10年に及ぶ論争を経てこの独創的な学説は承認され,ミッチェルは78年度のノーベル化学賞を受けた。電子伝達に伴ってH⁺がこのように一定方向に輸送される機構に関しては,電子伝達系の成分の配列に方向性がある(異方性配列)とする考え方と,電子伝達体のいくつかにH⁺ポンプ作用があるとする考え方が並立している。H⁺の偏在のエネルギーは膜に結合した〈共役因子〉,F1およびF0によってATPに変換される。F1は5種のサブユニットから成る分子量約30万のタンパク質で,ミトコンドリア内膜から突出した径約100Åの粒子として,電子顕微鏡でとらえることができる。F1ATPアーゼ活性をもち,試験管内では,膜に組みこまれたF0(H⁺チャンネル)と協同してH⁺の能動輸送(H⁺ポンプ作用)を行う。しかしこの反応は可逆的であり,呼吸鎖の活動によってH⁺が膜間腔に偏在する場合には,H⁺ポンプの逆回転によってADPとリン酸からATPが生成する。膜構造が破壊されたり,H⁺の分布を均等化するような物質(脱共役化剤,アンカップラー)が存在すると,電子伝達反応が進行してもリン酸化はおきない。
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化学辞典 第2版 「酸化的リン酸化」の解説

酸化的リン酸化
サンカテキリンサンカ
oxidative phosphorylation

生体が生命を維持するために必要なエネルギーを獲得する反応系で,ミトコンドリア内において電子伝達系(呼吸鎖)に共役して,無機リン酸とアデノシン5′-二リン酸(ADP)よりアデノシン5′-三リン酸(ATP)を生成する反応をいう.その基本的様式は呼吸に伴って流れる電子が,ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)→フラビンタンパク質(FP)→シトクロム bc1 複合体→シトクロムc→シトクロム aa3 複合体を経て酸素に渡され水になるが,酸化的リン酸化反応によるATPの生成は,NAD→FP,bc1caa3→ O2 の3か所で合成される.この間の自由エネルギー変化は54.0,44.4,99.6 kJ で,高エネルギーリン酸結合を生成するのに十分である.ATP合成の機構については,
(1)化学反応説,
(2)化学浸透共役説,
(3)分子構造変化説,
が提唱されたが,(2)の説を支持するデータが得られつつある.電子伝達系のはたらきによって形成されたプロトン勾配が,F1F0-ATPase(ATP synthase)の駆動力としてはたらき,その回転に共役してATPが合成されると推定されている.電子伝達系中の図

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百科事典マイペディア 「酸化的リン酸化」の意味・わかりやすい解説

酸化的リン(燐)酸化【さんかてきりんさんか】

細胞内呼吸で生じた自由エネルギーを用いてADPと無機リン酸からATPを生成する反応。1モルのブドウ糖の分解で38モルのATPを生成。この反応系はミトコンドリア内膜に存在するが,進行する際にH(+/)が膜を横切って一定の方向に輸送され,それによって起こるH(+/)の偏在がATP合成のエネルギー源となる。→呼吸
→関連項目呼吸酵素チトクロム

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栄養・生化学辞典 「酸化的リン酸化」の解説

酸化的リン酸化

 ATP生成の一つの様式で,基質が酸化されると同時に,NADやFADが還元されてNADHやFADHが生成し,これらのNADHやFADHが再び酸化されるときに電子がミトコンドリア内膜の内外にHイオンの勾配が形成され,その勾配が解消されるときにATPが生成する.このATP生成の様式.

出典 朝倉書店栄養・生化学辞典について 情報

世界大百科事典(旧版)内の酸化的リン酸化の言及

【電子伝達系】より

…各成分の還元型はその直後のものの酸化型を還元して順次反応し,最終的にはチトクロムaa3によって分子状酸素が還元され,H2Oが生成する。このような段階的酸化反応に共役してADPと無機リン酸からATPが形成されるが(酸化的リン酸化),この反応は生物が,糖や脂肪酸の完全酸化に際して解放されるエネルギーを,その活動に利用しうるかたちに変換する過程であり,呼吸鎖電子伝達系はそのような生体エネルギー転換反応の分子装置の一部として重要である。 生体内における糖や脂肪酸の好気的な酸化が種々の代謝中間体を含む段階的な反応であり,またその最終電子受容体が酸素であることは,20世紀初頭には広く認められるようになった。…

※「酸化的リン酸化」について言及している用語解説の一部を掲載しています。

出典|株式会社平凡社「世界大百科事典(旧版)」

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