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読者投稿:光合成の仕組み7 ATP合成

目次 国際的な小咄

5153 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:47:59 ID:KxJ1YKQo


光合成の仕組み7 ATP合成


            _,.  -――‐- ..,_
       , -‐ァ'´           `'t‐- 、
        /: : ::ノ               ヽ: : : ',     まずATPとは何かという話の前に、
      {: /                   \: }
      /´                       `',     ADP(アデノシン二リン酸)は何かという話をするんだが、ざっくり言うと、
      ,'        ,. :"´ ̄`': .、         ,
       i  ヽ _,ノ  {: : : : : : : : :} ヽ _.ノ  i
       :      _   丶 :___: ノ        :     リン酸2つとリボース(五炭糖)とアデニン(DNAの塩基の1つ)が合成されたものだ。
        ', ・  ・ 〈 \_           ・  ・ ,'
       ヽ ・  ヽ _|_〕二エニ=--‐く  ・ /
        >、   , -- 、    , -- 、 \r‐く       ここに、もう一つのリン酸をくっつけたのがATP(アデノシン三リン酸)だな。
          {  `"     ヽ._/    'ー.ノ  ',
        /´ ̄`丶 -―…―- 、/´     }
       {        ', ィ'" ̄`',:、  \   /      リン酸とリン酸の間には、高エネルギーリン酸化結合があって、
  , . : : ̄`丶ァー---‐く {    } >   ヽ'
   \: : : : : : {      `L ___」´       }        結合が失われるとき、莫大なエネルギーが発せられるんだ。
     >- 、::|                | _ _
   x'´\: : :`: . 、            , ´: :/: ノ: >
  く: :丶: : : : : : : :\          / : : : : : : :/    ではなぜエネルギーが発生するのかというと、ATPが不安定な物質だからなんだ。
    丶  : : : : : : : : )、_____,(: : : : : :_,. ´
          ̄ ̄ ̄´          ` ̄ ̄

.





5154 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:48:44 ID:KxJ1YKQo




),        ,   -――- 、 _
∧     /    ,  -―ー_}//ハ              ではこれから例え話をしよう。
 ∧ _ _ { ー--‐'_,  '" ̄  `ヾ}       /:::::::
.   |::::::::::///厂 ̄          \ -―=' ::::::::::::
.   |: :::::::{ //      ,  -―- 、 _,ノ 丶 :::::::::::::::::::      イオン化傾向の高いアルミニウムと、低い金。
.   |: ::::::::V       {: : : : : : : :}   , | ::::::::::::::/
.   |::::::::::::{   ー-='  丶----‐'´ ' ,./ -‐ ニ´        どっちが単体を取り出すことが簡単だろうか?
.   |::::::::::八   ,  '  r v--‐'マ}   /::_..
.   |::::::::::::: :\   '   \ _ ノ -‐'´ }  'ー、
.   | --= ,≦::. ー- '´ ̄` ー-'  _,.ノ r- '         答えは金で、鉄よりもエネルギーを必要とせず、取り出せる。
,   |   (( _  ̄ --  ,二二  -‐く 丶、
/  |   、_-ァー-----‐'  .: '"  :.゙'.  ',: ...: _
///     .:  :;'     〈  :.  : ,.:'  >.:::::::::::;       一方、アルミニウムは近代的な発電施設や氷晶石の発見を経ずしては
/    r:: :._,. .:::!  ,.::::::... ` .:_ ,,....:  ,::::::::::/
       `  :::::::.、 i::::::::::::.      .:::::::/         取り出すことは極めて難しかっただろう。
          ` 丶 :::::::::.  _,,..  '`"´
              丶:::;;:

.


5155 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:49:28 ID:KxJ1YKQo




                _,.  -――-  ..,,_ , -―::::...
              ,   ´           ヽ:::::::::::::::::',        これを抽象的に表現すると、
          _./                 \::::::::::::|
     ,....:::::::::::/                   丶 :::::l        安定的な物質(酸化アルミニウム)から不安定な物質(アルミニウム)に
      {:::::::::::::/                      `¨ヽ
     |::::::::::/                             ',       変化させるときにはエネルギーが必要ってことだ。
     ヽ :::/                            ',
      )'             , -―‐- 、         __,     !
        ,             〃: : : : : : : : ヽ  r‐  ´  ノ   |      逆に、アルミニウムと金、どちらがエネルギーを取り出しやすいかというと、
        |          li: : : : : : : : : : :}  丶--‐ ' .   '
      ',   r-―   フ ゝ: : : : : : : /    .      /       テルミッド反応を行えるアルミニウムの方が圧倒的なんだ。
       ',  丶--‐ '´    ` ¨¨¨ ´        .   /
       '   .  .     (⌒        , -‐-、/
         \  .       ゝ    /⌒ \'     ヽ        これまた抽象的に言うと、
            丶 . /⌒\   (__,ノ/           ノ
           { {      ヽ ___ 」  __    /         不安定な物質は切っ掛けがあれば、エネルギーを捨て安定になろうとするってことだな。
               ',         r ''"´     `ヽ  \
           /` ー,         \        ',  ヽ      /⌒丶
           /   /   , -―- 、 丶.       }    ',   /:::::::::::::::::::::丶
          /     |   / l    / \  丶  __,ノ    } /::::::::::::::::::::::::::::::::::)
       /      ', / |    |   \          ;:::::::::::::::::::::::::::::::::::; '
      丶------―ヘ{  |   |    }         /:::::::::::::::::::::::;  '´
              八\ヽ    ヽ   /        /:::::::::::_,   '´
               \`て   う'´        /-‐''"´

.


5156 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:50:06 ID:KxJ1YKQo




  |  _,.  -―-  .
  |ァ'´          `丶           この不安定と安定の間の関係を利用したのがATPで、
  |              \
  | ,ィ=、              ヽ _       ATPはストロマのとある反応にて、エネルギーを出してADPとなり、
  |':::しリ              ヽ:\
  |、_,ノ  /´ ̄ `丶   ィ=、    '::::/     チラコイド膜でエネルギーを受け取ってATPに戻るんだ。
  | ,   {     }  l:::しハ   ::/
  |      丶 _ ノ   ゝ _ノ   |
  |_     n      ,  ,   ,       このときに、ADPをATPに変換するのがATP合成酵素で、
  | `丶.  U         ,     /
  |     \ , -‐- 、     /        文字通り、水車のような形をしていて、
  |:.     ヽ    )-‐-、./
  |∧     }       )           水車のように回る、面白いタンパク質なんだ。(モータータンパク質)
  |-、 \__,ノ       /

.


5157 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:50:49 ID:KxJ1YKQo




                             ___
                     .    ´ ̄ ̄` く//////∧  |
               . : ´            丶/////l   |      H+濃度の高いチラコイド内腔とH+濃度の低いストロマ間では
             . :                   ` '</| │
            /                       \|      H+がストロマ側へと流れ出るので、
        __ /                           |
     /////|                        ,.==、   |      ATP合成酵素が間に立つと水車部分がH+に押されて回ることになる。
      〈//////                      八__人  |
     ∨///                          |////ハ  l
        ∨/      ,==、         -‐‐- 、  ∨///ノ l       ATP合成酵素の水車部分が回ると、それだけ熱エネルギーが発生して、
        |      八__人     / ..: : : : : : :. ヽ  `¨´ .l
       l       |////ハ   l : : : : : : : : : :ノ     :l        それを利用して、サブユニットβにてADPがATPと変換されるんだ。
         :.       ∨///ノ    ヽ.: : : : : : ;/     :l
         :.       `¨´ .     `¨¨¨´        ,:l
         ヽ    .           / ` v、    /:;    .:    ttps://www.jst.go.jp/pr/announce/19991126/index2.html
          \      .      /v     ノ   /.:,'     . ::
            >‐: 、   __ ` ー--‐ ´ _,/: ;'    .: ::    の図が一番分かりやすいと思うので、参考にしてみてくれ。
             | : : : .丶/ . : : : >ー--‐. . : : : : :,'    ..: ::
            '; : : : : : : : : : : : _;_;_;_;_;_:_: : : : : : ;′   . .: ::
                 \: : : : : : :/       `丶;_/   . .: :::     詳しい分子構造の話になると、大学院レベル待ったなしなので、
                ` T: : /             /   . .: : ::
                  |: : l              /    . .:: .: ::      無学な俺に「なぜADPをATPに熱で変換できるのかは聞かないでくれ。(嘆願)」
                  |: : :ヽ.. ______/   . .:: .: : : ::

.


5158 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:51:37 ID:KxJ1YKQo




            , -‐- 、
          , -{:.:.:.:.:.:.:}- 、
         /', ' `¨ ¨´ ' ,'\            因みに、この高エネルギーリン酸化結合による、
          V     )⌒(     V
        {               }           エネルギーに関わる反応を
          ハ            /
          \          /            ミトコンドリアなどの代謝と区別して「光リン酸化」と呼ぶ。
         /⌒l⌒\_/⌒l⌒ヽ
          ┴/ /l ⌒ l\ \ ┴
     /  /  \ 〉 〈/  ヽ  \        次回はチラコイドの総まとめをしようと思う。
     丶-- |    く __ 〉    | -- '
           |            |


~~~おわり~~~


5159 : 尋常な名無しさん : 2021/03/20(土) 19:53:44 ID:0xJ1yY.A


機械めいたATP合成酵素の構造すき


5160 : ミジュニキ ◆XksB4AwhxU : 2021/03/20(土) 19:56:54 ID:KxJ1YKQo

>>5159
しかも分からないことだらけで、論文の材料には困らない優れもの。


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