生体内化学反応( せいたいないかがくはんのう、英:biochemical reactions

 

概 要
代表的なもの
酵素が関係しない反応
「ChatGPT」に聞いてみた
 Q.「酵素が関係する反応と関係しない反応の割合は?」
 
 

【概 要】

 

【代表的なもの】

以下は「ChatGPT」を参考に作成したものとなる。

 
名称
解 説
1

代謝反応

Metabolism

異 化
 大きな分子を分解してエネルギーを取り出す反応
 グルコースの分解 → ATP生成(細胞のエネルギー源)
同 化
 小さな分子から大きな分子を合成する反応
 アミノ酸からタンパク質を合成
3

呼吸反応

Cellular respiration

 酸素を使って栄養分を燃焼させ、ATP(エネルギー)を作る

 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ →

6CO₂ + 6H₂O + エネルギー

4

酸化還元反応

Redox reactions

 電子の移動を伴う反応で、エネルギー代謝や解毒反応に重要
 ミトコンドリア内での電子伝達系
5

シグナル伝達反応

Signal transduction reactions

 ホルモンや神経伝達物質が細胞内で化学反応を引き起こし、生命活動を調整する
 インスリンによるグルコース取り込みの促進

 

【酵素が関係しない反応】

1. 自発的酸化・還元反応(非酵素的酸化)

  • 脂質の過酸化(lipid peroxidation)
    → 活性酸素種(ROS)によって脂質が酸化される反応。細胞膜の脂質が非酵素的に酸化される例。

  • DNAやタンパク質の酸化ダメージ
    → 活性酸素が直接反応してDNA塩基やアミノ酸を変化させる。

 2. 化学平衡で進行する緩やかな反応
  • カルボン酸とアルコールのエステル化(体内では微量)
    → 酵素の介在なしでも進行するが、速度は非常に遅い。

  • 酸と塩基の中和反応
    → 胃酸(HCl)と重炭酸イオン(HCO₃⁻)の反応など、酵素不要で起こる酸塩基反応。

 3. 自然発火や非酵素的分解
  • ATPの自発分解
    → 高エネルギーリン酸結合は酵素なしでもゆっくり切れるが、速度は極めて遅い。

  • 糖の自発的メイラード反応(非酵素的糖化)
    → 血糖とタンパク質が化学的に反応してAGEs(終末糖化産物)を形成。酵素を介さない非酵素反応。

 4. イオンや金属触媒による反応
  • 体内の 金属イオン(Fe²⁺, Cu²⁺など)によるFenton反応
    → H₂O₂がヒドロキシルラジカルに変換される反応。酵素を介さずに進む。

 

【ChatGPTに聞いてみた】

Q:「酵素が関係する反応と関係しない反応の割合は?」

 A:「酵素依存反応の割合

  • 体内で起きる化学反応の大部分は 酵素依存 です。
  • 研究や教科書的な記述では、体内の代謝反応のうち約90%以上は酵素が関与すると考えられています。
    • 特に 糖質代謝、脂質代謝、アミノ酸代謝、核酸代謝 などの中心的代謝経路はほぼすべて酵素が関与します。
  • 酵素によって反応速度が大幅に向上し、生体温度・生理条件で効率的に進むのが特徴です。 」