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カルビン回路

索引 カルビン回路

ルビン回路(カルビンかいろ)は、光合成反応における代表的な炭酸固定反応である。ほぼすべての緑色植物と光合成細菌がこの回路を所持している。1950年にメルヴィン・カルヴィン、、によって初めて報告された。ベンソンの名を加えてカルビン・ベンソン回路とも呼ばれる。 光化学反応により生じた NADPH および ATP が駆動力となって回路が回転し、最終的にフルクトース-6-リン酸から糖新生経路に入り、多糖(デンプン)となる。この回路の中核である炭酸固定反応を担うリブロースビスリン酸カルボキシラーゼ (RubisCO) は地球上でもっとも存在量の多い酵素であると言われている。 反応自体は光がなくても進行するため、光が不可欠な光化学反応(明反応)と対比して暗反応とも呼ばれる。ただし、反応にかかわる酵素のうち、RubisCO をはじめとする複数の酵素は光によって間接的に活性化されるため、暗所では炭酸固定活性が低下する。C3の化合物で行われているので、C3型光合成ともいう。.

40 関係: 多糖二酸化炭素マグネシウムチオレドキシンチオールメルヴィン・カルヴィンメタボロミクスリン酸リボース-5-リン酸リブロース-1,5-ビスリン酸リブロース-5-リン酸リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼデンプンフルクトース-1,6-ビスリン酸フルクトース-6-リン酸ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸アデノシン三リン酸アデノシン二リン酸エリトロース-4-リン酸キシルロース-5-リン酸グリセルアルデヒド-3-リン酸グルコースジヒドロキシアセトンリン酸セドヘプツロース-7-リン酸光合成光合成細菌光化学反応光呼吸C4型光合成糖新生細胞質基質緑色植物炭素固定炭酸塩葉緑体酵素酵素阻害剤水素イオン指数1,3-ビスホスホグリセリン酸3-ホスホグリセリン酸

多糖

多糖(たとう、, ポリサッカロイド、ポリサッカライド)は、グリコシド結合によって単糖分子が多数重合した物質の総称である。デンプンなどのように構成単位となる単糖とは異なる性質を示すようになる。広義としては、単糖に対し、複数個(2分子以上)の単糖が結合した糖も含むこともある。 一般に固体で親水性(水を吸着しやすい)であるが、物性は様々であり、水に不溶性のもの(セルロース、キチンなど)、加熱すれば溶けたりゲルを作るもの(デンプン、グリコーゲン、アガロース、ペクチンなど)がある。ゲル状の多糖は、食品または食品添加物(増粘安定剤)として用いられることがある。 いずれも生物による生合成産物として得られ、構造多糖(植物細胞壁にあるセルロースやペクチン、節足動物・菌類の外骨格にあるキチン、藻類の細胞にあるアガロース(寒天)やカラギーナン)、エネルギー貯蔵物質(デンプン、グリコーゲン)、あるいは微生物が分泌するゲル状物質(キサンタンガム)などとして存在する。 動物はデンプンを消化し(一部はセルロースなども消化する)エネルギー源とする。しかし消化されない多糖も多く、これらは食物繊維として扱われる。 工業的には食品のほか、繊維、製紙、化粧品や歯磨剤等の日用品、接着剤(糊)、医療など広い範囲に利用される重要な物質群である。これらを人工的に化学改変した物質、例えばセルロースから合成するニトロセルロースやアセチルセルロースなども利用される。.

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二酸化炭素

二酸化炭素(にさんかたんそ、carbon dioxide)は、化学式が CO2 と表される無機化合物である。化学式から「シーオーツー」と呼ばれる事もある。 地球上で最も代表的な炭素の酸化物であり、炭素単体や有機化合物の燃焼によって容易に生じる。気体は炭酸ガス、固体はドライアイス、液体は液体二酸化炭素、水溶液は炭酸・炭酸水と呼ばれる。 多方面の産業で幅広く使われる(後述)。日本では高圧ガス保安法容器保安規則第十条により、二酸化炭素(液化炭酸ガス)の容器(ボンベ)の色は緑色と定められている。 温室効果ガスの排出量を示すための換算指標でもあり、メタンや亜酸化窒素、フロンガスなどが変換される。日本では2014年度で13.6億トンが総排出量として算出された。.

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マグネシウム

マグネシウム(magnesium )は原子番号 12、原子量 24.305 の金属元素である。元素記号は Mg。マグネシュームと転訛することがある。中国語は金へんに美と記する。 周期表第2族元素の一種で、ヒトを含む動物や植物の代表的なミネラル(必須元素)であり、とりわけ植物の光合成に必要なクロロフィルで配位結合の中心として不可欠である。また、有機化学においてはグリニャール試薬の構成元素として重要である。 酸化マグネシウムおよびオキソ酸塩の成分としての酸化マグネシウムを、苦い味に由来して苦土(くど、bitter salts)とも呼称する。.

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チオレドキシン

チオレドキシン(thioredoxin)は、全ての生物に存在する低分子量の酸化還元タンパク質である。様々な生命反応において重要な役割を担っている。.

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チオール

チオール (thiol) は水素化された硫黄を末端に持つ有機化合物で、メルカプタン類 (mercaptans) とも呼ばれる。チオールは R−SH(R は有機基)であらわされる構造を持ち、アルコールの酸素が硫黄で置換されたものと等しいことから、チオアルコールとも呼ばれる。また置換基として呼称される場合は、そのままチオール基と呼ばれたり、水硫基、チオール基、スルフヒドリル基と呼称されることもある。また、昔ながらのメルカプト基と呼ばれることもある。.

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メルヴィン・カルヴィン

メルヴィン・カルヴィン(Melvin Calvin, 1911年4月8日 – 1997年1月8日)はアメリカ合衆国の化学者。カルビン・ベンソン回路をとと共に発見し、それによって1961年にノーベル化学賞を受賞した。.

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メタボロミクス

メタボロミクス(Metabolomics)あるいはメタボローム解析(Metabolomic analysis)とは、細胞の活動によって生じる特異的な分子を網羅的に解析することである。メタボロームという語は、ある生物の持つ全ての代謝産物(メタボライト)を表す。伝令RNAの発現データやプロテオームの解析だけでは細胞で何が起こっているのか分からないが、メタボロームのプロファイルは細胞のある瞬間の生理を明らかにすることができる。システム生物学の目的の1つは、プロテオーム、トランスクリプトーム、メタボロームの情報を統合し、生体の完全な姿を描き出すことである。.

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リン酸

リン酸(リンさん、燐酸、phosphoric acid)は、リンのオキソ酸の一種で、化学式 H3PO4 の無機酸である。オルトリン酸(おるとりんさん、orthophosphoric acid)とも呼ばれる。リン酸骨格をもつ他の類似化合物群(ピロリン酸など)はリン酸類(リンさんるい、phosphoric acids)と呼ばれている。リン酸類に属する化合物を「リン酸」と略することがある。リン酸化物に水を反応させることで生成する。生化学の領域では、リン酸イオン溶液は無機リン酸 (Pi) と呼ばれ、ATP や DNA あるいは RNA の官能基として結合しているものを指す。.

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リボース-5-リン酸

リボース-5-リン酸(リボース-5-リンさん、Ribose 5-phosphate, R5P)は、ペントースリン酸経路で作られる中間体の一つ。リボース-5-リン酸イソメラーゼによってリブロース-5-リン酸から作られ、 トランスケトラーゼによってセドヘプツロース-7-リン酸とグリセルアルデヒド-3-リン酸、フルクトース-6-リン酸に変換される。このうち、グリセルアルデヒド-3-リン酸とフルクトース-6-リン酸は解糖系の中間生成物でもある。また、リボースリン酸ジホスホキナーゼによってホスホリボシル二リン酸に転換される。.

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リブロース-1,5-ビスリン酸

リブロース-1,5-ビスリン酸(リブロース-1,5-ビスリンさん、Ribulose-1,5-bisphosphate、RuBP)は、カルビン回路の重要な5炭素の中間体である。リブロース-1,5-ビスリン酸はリブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ(RuBisCO)によって二酸化炭素を付加されて6炭素の反応中間体を生ずる。この6炭素の反応中間体は非常に不安定なため即座に2分子の3-ホスホグリセリン酸に分解する。カルボキシル化によって作られるその非常に不安定な分子は1988年に初めて単離されるまで未知の物質であった。 500px RuBPは、光合成の光化学反応で作られたATPによって再生される。ヘキソース生合成にはデンプン、アミノ酸、脂質などが使われている。グルコースは解糖系の酵素で作られる2分子のトリオースから作られる。RuBisCOは光合成においてRuBPに対し、酸素または二酸化炭素のどちらかを触媒する。二酸化炭素の場合は還元で、酸素の場合は光呼吸である。光呼吸では正味の炭素同化量がゼロとなり、炭素の代わりに酸素が取り込まれる。この現象は主に温度に依存している。高温の場合、葉組織の水蒸気中の二酸化炭素濃度が徐々に減少する。C4植物では二酸化炭素輸送機構によって光合成組織の二酸化炭素濃度を上昇させている。 500px.

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リブロース-5-リン酸

リブロース-5-リン酸(リブロース-5-リンさん、Ribulose 5-phosphate)はペントースリン酸経路の最終産物の1つであり、カルビン回路の中間体の1つでもある。 ホスホグルコン酸デヒドロゲナーゼによって生成し、イソメラーゼやエピメラーゼの基質となる。.

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リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ

ホウレンソウRubisCOの立体構造(リボンモデル) リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ (ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) はカルビン - ベンソン回路において炭酸固定反応に関与する唯一の酵素である(EC番号は 4.1.1.39)。リブロース1,5-ビスリン酸に二酸化炭素を固定し2分子の3-ホスホグリセリン酸を生成する反応を触媒する。植物に大量に含まれ、地球上で最も多いタンパク質ともいわれる。具体的にはホウレンソウの葉の可溶性タンパク質の5-10%は本酵素に占められる。 リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ本来の生理学的な役割はリブロース 1,5-ビスリン酸 (RuBP) へのカルボキシル化(カルボキシラーゼ反応)であるために、リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼが正しい呼称である。しかし本酵素は植物の炭素固定反応を律速している主原因となるリブロース 1,5-ビスリン酸へのオキシゲナーゼ作用(オキシゲナーゼ反応)が特徴的であり、この両反応の競合関係にあるためリブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼと呼称されることが多い。 呼称の長さから Ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase の各文字をとって RubisCO と表記されることが多い。他の別名として、リブロース1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ、RuBPカルボキシラーゼ、Rubisco、RuBisCO、ルビスコなど。.

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デンプン

デンプン(澱粉、amylum、starch)とは、分子式(C6H10O5)n の炭水化物(多糖類)で、多数のα-グルコース分子がグリコシド結合によって重合した天然高分子である。構成単位であるグルコースとは異なる性質を示す。陸上植物におけるグルコース貯蔵の一形態であり、種子や球根などに多く含まれている。 高等植物の細胞において認められるデンプンの結晶(デンプン粒)やそれを取り出して集めたものも、一般にデンプンと呼ばれる。デンプン粒の形状や性質(特に糊化特性)は起源となった植物の種類によりかなり異なる。トウモロコシを原料として取り出したものを特にコーンスターチと呼ぶ。.

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フルクトース-1,6-ビスリン酸

フルクトース-1,6-ビスリン酸(フルクトース-1,6-ビスリンさん、Fructose 1,6-bisphosphate)とは、1位と6位の炭素がリン酸化したフルクトース分子のことである。β-D型を持つ分子は細胞中に多量に存在する。細胞に取り込まれたグルコースとフルクトースの大部分はこの形に変換される。.

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フルクトース-6-リン酸

フルクトース-6-リン酸(フルクトース-6-リンさん、Fructose 6-phosphate、F6P)とは、6位の炭素がリン酸化したフルクトース分子のことである。β-D型の分子は細胞中に多量に存在する。細胞に取り込まれたグルコースとフルクトースの大部分はこの形に変換される。別名のノイベルグエステルは、ドイツの生化学者カール・ノイベルグにちなんでいる。.

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ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸

ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸(ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリンさん、)とは、光合成経路あるいは解糖系のエントナー-ドウドロフ経路などで用いられている電子伝達体である。化学式:C21H21N7O17P3、分子量:744.4。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドと構造上良く似ており、脱水素酵素の補酵素として一般的に機能している。略号であるNADP+(あるいはNADP)として一般的には良く知られている。酸化型 (NADP+) および還元型 (NADPH) の2つの状態を有し、二電子還元を受けるが中間型(一電子還元型)は存在しない。 かつては、トリホスホピリジンヌクレオチド (TPN)、補酵素III、コデヒドロゲナーゼIII、コエンザイムIIIなどと呼称されていたが、現在はNADP+に統一されている。別名、ニコチン酸アミドジヌクレオチドリン酸など。.

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アデノシン三リン酸

アデノシン三リン酸(アデノシンさんリンさん、adenosine triphosphate)とは、アデノシンのリボース(=糖)に3分子のリン酸が付き、2個の高エネルギーリン酸結合を持つヌクレオチドのこと。IUPAC名としては「アデノシン 5'-三リン酸」。一般的には、「adenosine triphosphate」の下線部のアルファベットをとり、短縮形で「ATP(エー・ティー・ピー)」と呼ばれている。.

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アデノシン二リン酸

アデノシン二リン酸(アデノシンにリンさん、Adenosine diphosphate, ADP と略)は、アデニン、リボース、および二つのリン酸分子からなる化学物質。リン酸は高エネルギーリン酸結合をとっており、ATP から ADP とリン酸基に分かれる際に放出されるエネルギーは生体内での主要なエネルギー源となっている。詳細は ATP の項目を参照のこと。 アデニル酸(AMP)とATPからアデニル酸キナーゼによって生成される。 ATPアーゼ(ATPase)によりATPが加水分解される場合にも生成される。 ADPは上記の化学反応のようにATPの分解やAMPのリン酸化によって生ずる。.

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エリトロース-4-リン酸

リトロース-4-リン酸(エリトロース-4-リンさん、Erythrose 4-phosphate、略:E4P)は、四炭糖で、ペントースリン酸経路およびカルビン回路の中間体の一つである。また、シキミ酸経路の開始物質としても重要である。 ペントースリン酸経路ではトランスアルドラーゼによってグリセルアルデヒド-3-リン酸とセドヘプロース-7-リン酸からフルクトース-6-リン酸と共に合成される。 カルビン回路ではトランスケトラーゼによって同じくグリセルアルデヒド-3-リン酸とフルクトース-6-リン酸から合成される。 シキミ酸経路は、解糖系で作られるホスホエノールピルビン酸 がエリトロース-4-リン酸と縮合するところから反応が始まる。シキミ酸経路はチロシンやフェニルアラニンなどの芳香族アミノ酸と、そこから誘導されるポリフェノール類などの二次代謝物生合成の起点であり、エリトロース-4-リン酸の4つの炭素は全て芳香環に組み込まれる(残り2つはホスホエノールピルビン酸由来)。ただし、芳香族分子はポリケチド経路などから合成されることもあるため、天然物の芳香環全てがエリトロース-4-リン酸に由来するわけではない。.

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キシルロース-5-リン酸

D-キシルロース-5-リン酸(キシルロース-5-リンさん、D-Xylulose 5-phosphate、略:Xu5P)は、ペントースリン酸経路およびカルビン回路の中間体の一つ。ペントースリン酸経路ではリブロース-5-リン酸-3-エピメラーゼによってリブロース-5-リン酸から作られる。カルビン回路ではトランスケトラーゼによってケトースから作られる。 以前はペントースリン酸経路における中間体として主に考えられていたが、近年の研究ではキシルロース-5-リン酸が主にChREBP転写因子を活性化させることで、遺伝子発現に影響していることが明らかにされている。.

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グリセルアルデヒド-3-リン酸

リセルアルデヒド-3-リン酸(グリセルアルデヒド-3-リンさん、Glyceraldehyde 3-phosphate、G3P)は、全ての生物の代謝中間体となる有機化合物である。グリセルアルデヒドの3位の炭素のリン酸エステルである。.

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グルコース

ルコース(glucose)は、分子式 C6H12O6を持つ単純な糖である。とも呼ばれる。グルコースは血糖として動物の血液中を循環している。糖は植物などに含まれる葉緑体において、太陽光からのエネルギーを使って水と二酸化炭素から光合成によって作られる。グルコースはのための最も重要なエネルギー源である。植物ではデンプン、動物ではグリコーゲンのようなポリマーとして貯蔵される。 グルコースは6個の炭素原子を含み、単糖の下位区分であるヘキソースに分類される。D-グルコースは16種類の立体異性体の一つである。D型異性体であるD-グルコースは、デキストロース(dextrose)とも呼ばれ、天然に広く存在するが、L-型異性体であるL-グルコースはそうではない。グルコースは乳糖や甘蔗糖、麦芽糖、セルロース、グリコーゲンなどといった炭水化物の加水分解によって得ることができる。グルコースは通常コーンスターチから商業的に製造されている。 グルコースは世界保健機関必須医薬品モデル・リストに入っている。Glucoseという名称は、甘いを意味するギリシア語γλυκός (glukós) 由来のフランス語から来ている。接尾辞の "-ose" は炭水化物を示す化学分類辞である。.

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ジヒドロキシアセトンリン酸

ヒドロキシアセトンリン酸(ジヒドロキシアセトンリンさん、Dihydroxyacetone phosphate, DHAP)は、カルビン回路から脂質の合成まで生化学的な多くの反応に関与している有機化合物である。特に解糖系で重要な役割を果たしている。.

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セドヘプツロース-7-リン酸

セドヘプツロース-7-リン酸(セドヘプツロース-7-リンさん、Sedoheptulose 7-phosphate、略:S7P)は、ペントースリン酸経路およびカルビン回路の中間体の一つ。ペントースリン酸経路ではトランスケトラーゼ、カルビン回路ではセドヘプツロース-1,7-ビスホスファターゼによって合成される。 Category:リン酸エステル Category:生化学.

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光合成

光合成では水を分解して酸素を放出し、二酸化炭素から糖を合成する。 光合成の主な舞台は植物の葉である。 光合成(こうごうせい、Photosynthese、photosynthèse、拉、英: photosynthesis)は、主に植物や植物プランクトン、藻類など光合成色素をもつ生物が行う、光エネルギーを化学エネルギーに変換する生化学反応のことである。光合成生物は光エネルギーを使って水と空気中の二酸化炭素から炭水化物(糖類:例えばショ糖やデンプン)を合成している。また、光合成は水を分解する過程で生じた酸素を大気中に供給している。年間に地球上で固定される二酸化炭素は約1014kg、貯蔵されるエネルギーは1018kJと見積もられている『ヴォート生化学 第3版』 DONALDO VOET・JUDITH G.VOET 田宮信雄他訳 東京化学同人 2005.2.28。 「光合成」という名称を初めて使ったのはアメリカの植物学者チャールズ・バーネス(1893年)である『Newton 2008年4月号』 水谷仁 ニュートンプレス 2008.4.7。 ひかりごうせいとも呼ばれることが多い。かつては炭酸同化作用(たんさんどうかさよう)とも言ったが現在はあまり使われない。.

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光合成細菌

光合成細菌(こうごうせいさいきん、photosynthetic bacteria)は、光合成を行う細菌の総称である。酸素発生型光合成をする藍色細菌および紅色細菌や紅色非硫黄細菌などの酸素非発生型光合成細菌を含む。 16S_rRNA系統解析に基づく原核生物の分類群のうち、光合成を行うのは藍色細菌、紅色細菌、緑色硫黄細菌、緑色非硫黄細菌、ヘリオバクテリアである。緑色非硫黄細菌は緑色繊維状細菌、緑色滑走細菌と呼ばれることも多い。紅色細菌は栄養的分類から紅色硫黄細菌と紅色非硫黄細菌に分けられる。しかし、ヘリオバクテリアは、光エネルギーを利用して炭素固定を行なうという本来の光合成の能力が認められておらず、その意味では光栄養細菌(phototrophic bacteria)と呼ばれるべきである。 光栄養(phototrophy)という点からは、高度好塩菌はバクテリオロドプシンを使って光従属栄養的に増殖する。光エネルギーを使用する点で光合成細菌と同じだが、クロロフィル類を持たず、アーキアであることから、光合成細菌には含めない。近年は、海洋性の細菌の中にもロドプシンをもつ種が見つかっており、一部に光栄養能が証明されているが、光合成をするかどうか確定していない。.

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光化学反応

光化学反応(こうかがくはんのう、photochemical reaction, light‐dependent reaction)は、物質が光を吸収して化学反応を起こす現象であり、一般には、色素分子が光エネルギーを吸収し、励起された電子が飛び出し、物質の酸化還元を引き起こす。光合成における光化学反応では、特定のクロロフィル分子がこの反応を起こし、還元物質NADPHやATPの合成の源となる。酸素発生型光合成では光化学反応により水を電子供与体として用い、酸素を発生し(.

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光呼吸

光呼吸(ひかりこきゅう、こうこきゅう、photorespiration)とは植物が光照射下において通常の呼吸(酸化的リン酸化)と異なる方法で酸素 (O2) を消費し二酸化炭素 (CO2) を生成することである。場合によっては(CO2濃度が低い、高温等)といった条件下においては、光呼吸速度が光合成速度を上回る、つまり、光呼吸による二酸化炭素の放出量が光合成の二酸化炭素固定量を上回ることもある。.

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C4型光合成

C4型光合成(C4がたこうごうせい)とは、光合成の過程で一般のCO2還元回路であるカルビン・ベンソン回路の他にCO2濃縮のためのC4経路を持つ光合成の一形態である。C4経路の名はCO2固定において、初期産物であるオキサロ酢酸がC4化合物であることに由来する(当初は炭素数4のリンゴ酸が初期産物だと思われていたが、後に誤りであることがわかった)。C4型光合成を行なう植物をC4植物と言い、維管束鞘細胞にも発達した葉緑体が存在するのが特徴である。これに対してカルビン・ベンソン回路しか持たない植物をC3植物という。 1950年代および1960年代初頭に、ヒューゴ・P・コーチャックおよびユーリ・カルピロフによって、一部の植物が立証されているC3型炭素固定を使わずに最初の段階でリンゴ酸およびアスパラギン酸を生産していることが示された。C4経路は最終的にオーストラリアのマーシャル・デビッドソン・ハッチとC・R・スラックによって1966年によって詳細に解明された。このため、C4経路はハッチ=スラック回路と呼ばれることもある。.

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糖新生

糖新生(とうしんせい、gluconeogenesis)とは、飢餓状態に陥った動物が、グルカゴンの分泌をシグナルとして、ピルビン酸、乳酸、糖原性アミノ酸、プロピオン酸、グリセロールなどの糖質以外の物質から、グルコースを生産する手段・経路である。.

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細胞質基質

典型的な動物細胞の模式図: (1) 核小体(仁)、(2) 細胞核、(3) リボソーム、(4) 小胞、(5) 粗面小胞体、(6) ゴルジ体、(7) 微小管、(8) 滑面小胞体、(9) ミトコンドリア、(10) 液胞、(11) '''細胞質基質'''、(12) リソソーム、(13) 中心体 細胞質基質(さいぼうしつきしつ)とは細胞内の部分の呼称で、細胞質から細胞内小器官を除いた部分のことである。細胞質ゾル、サイトゾル, シトソール (cytosol) あるいは細胞礎質とも呼ばれる。古くは透明質、可溶性部分などと呼ばれたこともあるが、その後の分析技術の向上により、これらの部分にもさまざまな構造や機能が認められたため、この呼称の利用には問題がある。 遠心分画法で上清画分に回収される流動性の成分からなり、可溶性のタンパク質やリソソーム等が含まれている。 基本的には水を溶媒とし、酵素蛋白質をおもな分散質とし(細胞質基質は20〜30%の蛋白質を含む)、アミノ酸、脂肪酸などの各種有機酸、糖、核酸塩基、各種タンパク質を溶質あるいは低分子分散質として含む、複雑なコロイドとなっている。 細胞内部の流体として、(主に細胞骨格の働きにより)原形質流動を起こし、細胞内の各種物質の移動、細胞内小器官の配置、細胞間で伝達される信号の細胞内での転送の場となっている。 原核細胞ではほとんどあらゆる生化学反応が細胞質基質中で行われるが、真核細胞では特定の機能に特化した細胞内小器官が大規模な反応の舞台となっているため、細胞質基質はどちらかと言えば細胞の基礎的な代謝機能の場となっている。.

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緑色植物

緑色植物(りょくしょくしょくぶつ)は、クロロフィルa, b を持つことにより、典型的な緑色となる栄養体をもつことを特徴とする系統群である。黄色植物、紅色植物等と対置する。系統の範囲によって、下記のような種類がある。.

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炭素固定

炭素固定(たんそこてい、)とは、植物や一部の微生物が空気中から取り込んだ二酸化炭素()を炭素化合物として留めておく機能のこと。この機能を利用して、大気中の二酸化炭素を削減することが考えられている。同化反応のひとつ。別名、炭酸固定、二酸化炭素固定、炭素同化、炭酸同化など。.

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炭酸塩

炭酸イオンの球棒モデル 炭酸塩(たんさんえん、)は、炭酸イオン(、CO32−)を含む化合物の総称である。英語の carbonate は炭酸塩と炭酸イオンの他、炭酸エステル、炭酸塩化、炭化、飲料などに炭酸を加える操作のことも指す。無機炭素化合物の一種で、炭酸塩の中には、生物にとって重要な物質である炭酸カルシウムや、産業にとって重要な炭酸ナトリウムなどがある。炭酸塩はアルカリ金属以外は水に溶けないものが多い。一般に加熱により二酸化炭素を発生して金属酸化物を生じる。 \rm CaCO_3 \quad \overset \quad CaO + CO_2.

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葉緑体

ATPを合成する。 Plagiomnium affineの細胞内に見える葉緑体 葉緑体の模型の一例 透過型電子顕微鏡による葉緑体の画像 葉緑体(ようりょくたい、Chloroplast)とは、光合成をおこなう、半自律性の細胞小器官のこと。カタカナでクロロプラストとも表記する。.

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酵素

核酸塩基代謝に関与するプリンヌクレオシドフォスフォリラーゼの構造(リボン図)研究者は基質特異性を考察するときに酵素構造を抽象化したリボン図を利用する。 酵素(こうそ、enzyme)とは、生体で起こる化学反応に対して触媒として機能する分子である。酵素によって触媒される反応を“酵素的”反応という。このことについて酵素の構造や反応機構を研究する古典的な学問領域が、酵素学 (こうそがく、enzymology)である。.

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酵素阻害剤

酵素阻害剤(こうそそがいざい)とは、酵素分子に結合してその活性を低下または消失させる物質のことである。酵素阻害剤は一般に生理活性物質であり、毒性を示すものもあるが、病原体を殺したり、体内の代謝やシグナル伝達などを正常化したりするために医薬品として利用されるものも多い。また殺虫剤や農薬などに利用される種類もある。 酵素に結合する物質すべてが酵素阻害剤というわけではなく、逆に活性を上昇させるもの(酵素活性化剤)もある。 酵素阻害剤の作用には、酵素の基質が活性中心に入って反応が始まるのを阻止するもの、あるいは酵素による反応の触媒作用を阻害するものがある。また酵素に可逆的に結合するもの(濃度が下がれは解離する)と、酵素分子の特定部分と共有結合を形成して不可逆的に結合するものとに分けられる。さらに阻害剤が酵素分子単独、酵素・基質複合体、またその両方に結合するかなどによっても分類される。 生体内にある物質が酵素阻害物質になることもある。例えば、代謝経路の途中にある酵素では、下流の代謝産物により阻害されるものがあり(フィードバック阻害)、これは代謝を調節する機構として働いている。さらに、生物体内にあって生理的機能を持つ酵素阻害タンパク質もある。これらはプロテアーゼやヌクレアーゼなど、生物自身に害を及ぼしうる酵素を厳密に制御する機能を持つものが多い。 酵素阻害剤には、基質と同様に酵素に対する特異性がある場合が多い。一般に医薬品としての阻害剤では、特異性の高い方が毒性・副作用が少ないとされる。また抗菌薬や殺虫剤に求められる選択毒性を出すためにも高い特異性が必要である。.

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水素イオン指数

水素イオン指数(すいそイオンしすう、Wasserstoffionenexponent)とは、溶液の液性(酸性・アルカリ性の程度)を表す物理量で、記号pHで表す。水素イオン濃度指数または水素指数とも呼ばれる。1909年にデンマークの生化学者セレン・セーレンセンが提案した『化学の原典』 p. 69.

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1,3-ビスホスホグリセリン酸

1,3-ビスホスホグリセリン酸(1,3-ビスホスホグリセリンさん、1,3-Bisphosphoglycerate、1,3-BPG)は、ほとんど全ての生物が持っている有機化合物である。呼吸に関与する解糖系や光合成に関わるカルビン回路の中間体として重要である。1,3-BPGは、二酸化炭素の固定の際に3-ホスホグリセリン酸からグリセルアルデヒド-3-リン酸を作る際の中間体である。また解糖系では2,3-ビスホスホグリセリン酸の前駆体となる。.

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3-ホスホグリセリン酸

3-ホスホグリセリン酸(3-ホスホグリセリンさん、Glycerate 3-phosphate)は生化学的に重要な、3つの炭素からなる有機化合物の一つで、解糖系やカルビン回路の代謝中間体となる。3-ホスホグリセリン酸は、6つの炭素からなる不安定な中間体が分割されて生成する。.

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