【知っておきたい】ミトコンドリアが関わるTCAサイクル（クエン酸回路）とは？

ミトコンドリアが関わるTCAサイクル（クエン酸回路）についてご存じでしょうか？

この記事でお伝えするTCAサイクルは、細胞のミトコンドリアで行われるエネルギー生産の中心的な代謝回路であり、「食べたものがどうやってエネルギーになるのか？」 を理解する上で、TCAサイクルは非常に重要な概念です。

TCAサイクルはグルコースや脂肪、アミノ酸の代謝産物（アセチルCoA）を分解し、電子伝達系へ送るためのNADHやFADH₂を生成する役割を持ちます。

また、呼吸で排出されるCO₂もこのサイクルから生じています。

 

TCAサイクル（クエン酸回路、Krebs cycle）とは？

TCAサイクル（Tricarboxylic Acid Cycle、クエン酸回路）は、細胞のエネルギー代謝の中心となる反応で、ミトコンドリア内で行われる代謝経路です。主に、糖（グルコース）、脂肪酸、アミノ酸などの栄養素が最終的にAcetyl-CoA（アセチルCoA）に変換され、このサイクルに入ります。

TCAサイクルは、酸素を利用する細胞呼吸の一部であり、電子伝達系と連携してATP（エネルギー分子）を生産するために必要なNADHやFADH₂を生成します。

 

TCAサイクルの具体的な流れ（8つのステップ）

 

1. アセチルCoAの取り込み（クエン酸合成）

2. クエン酸の異性化（アコニターゼ反応）

3. イソクエン酸の酸化的脱炭酸

4. α-ケトグルタル酸の酸化的脱炭酸

5. スクシニルCoAの加水分解とGTP合成

6. スクシン酸の酸化

7. フマル酸の水和

8. リンゴ酸の酸化

 

TCAサイクルの産物とエネルギー収支

1回のTCAサイクルで生成されるエネルギーキャリア：

• NADH ×3（電子伝達系でATP合成に利用）
• FADH₂ ×1（電子伝達系でATP合成に利用）
• GTP ×1（ATPと等価）
• CO₂ ×2（呼吸で排出）

電子伝達系を通じて、1回のTCAサイクルで合計約10 ATP相当のエネルギーが得られます。

 

TCAサイクルの意義

• エネルギー産生：NADHやFADH₂を電子伝達系に送り、ATPを大量に生成。
• 代謝の中心：糖（解糖系のピルビン酸）、脂肪酸（β酸化のアセチルCoA）、アミノ酸（代謝産物）がこのサイクルに入り、エネルギーとして利用される。
• 生命維持に必須：酸素を利用して効率的にATPを作るため、好気的代謝の根幹をなす。

 

ちなみに他の記事でお伝えした、酸素を利用した呼吸は、解糖系⇒TCA回路（クエン酸回路）⇒電子伝達系の３つの過程を経て段階的に行われます。

今回はミトコンドリアが関わるTCAサイクル（クエン酸回路）について述べてみました。

ここまで読んでくださり、本当にありがとうございます(^^♪

 

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