基質(基準)レベルのリン酸化と酸化的リン酸化(電子伝達系)
基質(基準)レベルのリン酸化
基質レベルのリン酸化とは、リン酸を持つ基質(高エネルギー化合物)のリン酸が酵素の働きによって、ＡＤＰ(アデノシン三リン酸)に移されることでＡＴＰが生じる反応のことをいいます。
基質とは、解糖系では１，３ビスホスホグリセリン酸やホスホエノールピルビン酸などを指します。
この反応では酸素を必要としないため、酸化的リン酸化と機序が大きく異なります。
基質レベルのリン酸化 例▼
解糖系
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酸化的リン酸化(電子伝達系）
酸化的リン酸化とは、基質の酸化(電子を失う反応)によってＡＴＰを産生する反応で、ミトコンドリア内膜で電子伝達系(呼吸鎖)と呼ばれる経路で行われます。
体内の９５％以上のＡＴＰは電子伝達系でまかなわれています。
電子伝達系は主に、電子伝達複合体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、ⅣとコエンザイムＱ(ユビキノン)、シトクロム、ＡＴＰ合成酵素(複合体Ⅴ)で構成されており、解糖系やクエン酸回路から供給されたＮＡＤＨとＦＡＤＨ2を使用し、酸化的リン酸化によってＡＴＰを産生します。
ＮＡＤＨは、二つの電子（e-）を放出し、その電子は複合体Ⅰ、ＣｏＱ、シトクロムｃ、Ⅲ、Ⅳの順に渡されていきます。
※ＦＡＤＨはFADH2⇒Ⅱ⇒CoQ⇒Ⅲ⇒シトクロムｃ⇒Ⅳの順
それと同時にそれぞれの複合体はマトリックス領域から膜間腔へＨ+(プロトン)を汲み出していきます。
この電子の流れとＨ+(プロトン)を汲みだす一連の流れを電子伝達系といいます。
そして電子伝達系の働きによって、膜間腔のＨ+(プロトン)は増加(高濃度)、マトリックス内のＨ+(プロトン)は減少(低濃度)します。
そのＨ+(プロトン)の濃度差が生じると、高濃度の領域から低濃度の領域へ戻ろうします。
その濃度勾配によるエネルギー(自然に戻ろうするエネルギー)を利用し、ＡＴＰ合成酵素（複合体Ⅴ）が働いてＡＤＰとリン酸(Ｐｉ)からＡＴＰが生成されます。
この電子伝達系によるＮＡＤＨなどの基質の酸化を利用し、ＡＤＰをリン酸化してＡＴＰを生成する過程を酸化的リン酸化と呼びます。
酸化的リン酸化で得られるＡＴＰ
ＮＡＤＨ１分子⇒３ＡＴＰ
ＦＡＤＨ2１分子⇒２ＡＴＰ
補足：解糖系から供給されるＮＡＤＨなどはミトコンドリア内膜を通過できないため、リンゴ酸-アスパラギン酸シャトルやグリセロール3-リン酸シャトルなどの機構をりようしなければいけません。
電子伝達系 経路図
