嫌気呼吸

デジタル大辞泉

けんき‐こきゅう〔‐コキフ〕【嫌気呼吸】

読み方：けんきこきゅう

⇒無気呼吸

生物学用語辞典

嫌気呼吸

同義/類義語：無気呼吸
英訳・(英)同義/類義語：anaerobic respiration

細胞の呼吸活動で、酸素を必要としないもの。解糖と発酵に分けることもある。

無気呼吸

同義/類義語：嫌気呼吸
英訳・(英)同義/類義語：Anaerobic respiration

酸素を必要としない内呼吸で、解糖と発酵がある

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現象や動作行為に関連する概念：

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嫌気呼吸

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2024/02/14 00:53 UTC 版)

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嫌気呼吸（けんきこきゅう）とは、ヒトなどでよく知られている好気呼吸と異なり、酸素以外の物質を最終電子受容体として利用する呼吸(細胞呼吸）の総称である。好気呼吸と同様に電子伝達系や酸化的リン酸化過程によってATPを合成する。同様に嫌気的な過程である発酵とは、その点で異なる。

発酵との違い

細胞がATPを合成する主要な代謝経路のうち解糖系は酸素を必要としない嫌気的な反応である。解糖系が持続的に進行するためには、その間NAD⁺から生成されるNADHを再度NAD⁺の形に戻す必要がある。ヒトなどの好気呼吸のできる細胞ではこのNADHは電子伝達系において酸素を最終電子受容体として利用することによりNAD⁺に変換することができる。酵母などにおいて、酸素がない時にはNADHを別の方法で変換し解糖系を持続することが可能であり、その時、電子伝達系を利用せずアセトアルデヒドなど有機物を電子受容体として利用する反応が発酵反応である。発酵ではNADHはさらなるATP合成に利用されていない。これに対して嫌気呼吸では酸素以外の物質を電子伝達系の電子受容体に利用することにより、NADHをATP生産に利用する。

嫌気呼吸の種類

• 鉄呼吸 (Geobacter, Geothermobacter, Geopsychrobacter, Pelobacter carbinolicus, P. acetylenicus, P. venetianus, Desulfuromonadales, Desulfovibrio)
• マンガン呼吸 (Desulfuromonadales, Desulfovibrio)
• 硝酸塩呼吸 (Paracoccus denitrificans, E. coli)
• 硫酸塩呼吸 (Desulfobacter latus, Desulfovibrio' oxygen)
• 炭酸塩呼吸 (Methanothrix thermophila)
• フマル酸呼吸 (Escherichia coli、回虫、ヒトのがん細胞の一部^[1])
• TMAO(トリメチルアミン-N-オキシド)呼吸 (プロテオバクテリアの一部)
• DMSO呼吸 (プロテオバクテリアの一部)

硝酸塩呼吸

嫌気条件下で硝酸塩を最終電子受容体として用い、一酸化窒素、亜酸化窒素、窒素などを放出する代謝系である。脱窒反応、脱窒ともいう。無機窒素化合物を用いる代謝系には異化的硝酸還元および同化的硝酸還元の二つが存在するが、硝酸塩呼吸とは前者を指す。

硝酸塩呼吸は電子伝達系を用いる反応系であり、NADHの酸化を行い電子をユビキノンに伝達し（呼吸鎖複合体I）、キノールの酸化を行ってシトクロムcを還元する（呼吸鎖複合体III）。この際プロトンポンプ機構およびスカラー反応によってプロトンが膜外に放出され、ATP合成酵素にてプロトン濃度勾配を用いてATPが合成される。還元型シトクロムcはその後呼吸鎖複合体IVによって酸化を受けず、硝酸塩呼吸に特有な酵素群の反応への電子供与体となる。

硝酸塩呼吸に特有な反応とは以下の反応である。

1. ${\displaystyle {\ce {{NO3^{-}}+{\it {e}}^{-}->NO2^{-}}}}$ カテゴリ

表 話 編 歴 代謝マップ

炭素固定 光呼吸 ペントース リン酸経路 クエン酸 回路 グリオキシ ル酸回路 尿素回路 脂肪酸合成 脂肪酸伸長 β酸化 ペルオキシ ソーム β酸化 グリコーゲ ン分解 グリコー ゲン合成 解 糖 系 糖 新 生 ピルビン酸 脱炭酸反応 発酵 ケトン体分解 ケトン 体生成 糖新生 への供給路 直接/C4/CAM 炭素供給 明反応 酸化的 リン酸化 アミノ酸 脱アミノ化 クエン酸 シャトル 脂質生合成 脂肪分解 ステロイド生合成 メバロン酸経路 非メバロン酸経路 シキミ酸 経路 転写 & 複製 翻訳 タンパク質分解 グリコシル化 糖酸 二糖/多糖 & 糖鎖 単糖 イノシトール リン酸 アミノ糖 & シアル酸 糖ヌクレオチド ヘキソース リン酸 トリオース リン酸 グリセロール グリセリン酸リン酸 ペントース リン酸 テトロース リン酸 プロピオ ニルCoA コハク酸 アセチル CoA ペントースリン酸 グリセリン酸リン酸 グリオ キシル酸 光化学系 ピルビン酸 乳酸 アセチル CoA クエン酸 オキサ ロ酢酸 リンゴ酸 スクシ ニル CoA α-ケトグルタル酸 ケトン体 電子伝達系 セリン アラニン 分枝鎖アミノ酸 アスパラ ギン酸 ホモセリン群 & リシン グルタミン酸 & プロリン アルギニン クレアチン & ポリアミン ケトン体産生 & 糖原性アミノ酸 アミノ酸 シキミ酸 芳香族アミノ酸 & ヒスチジン アスコルビン酸 (ビタミンC) δ-ALA 胆汁色素 ヘム コバラミン (ビタミンB12) ビタミン B群 カルシフェロー ル (ビタミンD) レチノイド (ビタミンA) キノン (ビタミンK)& トコフェロール (ビタミンE) 補因子 ビタミン & ミネラル 抗酸化物質 PRPP ヌクレオチド 核酸 タンパク質 糖タンパク質 & プロテオグリカン クロロフィル MEP MVA アセチル CoA ポリケチド テルペノイド骨格 テルペノイド & カロテノイド (ビタミンA) コレステロール 胆汁酸 グリセロ リン脂質 グリセロ脂質 アシルCoA 脂肪酸 スフィンゴ 糖脂質 スフィンゴ脂質 蝋 多価不飽和 脂肪酸 神経伝達物質 & 甲状腺ホルモン ステロイド 内在性カン ナビノイド エイコサノイド 主要代謝経路の路線図様の地図。任意のテキスト (経路名、代謝物名) をクリックすると該当する記事に移動する。 一重線：ほとんどの生活型に共通する経路。二重線：ヒトには存在しない経路 (植物、菌類、原核生物などに存在する) 。 オレンジ色の節: 炭水化物代謝。 紫色の節: 光合成。 赤色の節: 細胞呼吸。 ピンク色の節: 細胞シグナル伝達。 青色の節: アミノ酸代謝。 灰色の節: ビタミンおよび補因子の代謝。 茶色の節: ヌクレオチドおよびタンパク質の代謝。 緑色の節: 脂質代謝。