第109回薬剤師国家試験　問110〜111　解糖系　

解糖系では、下の図のように、D-グルコースがD-フルクトース1,6-ビスリン酸へと変換されたのちに、2分子のピルビン酸へと分解される。

また、図２のように、D-フルクトース1,6-ビスリン酸は、アルドラーゼによって、代謝物AとBへ変換される。この反応はアルドール反応の逆反応である。

さらに、図３のように、代謝物AとBは細胞質中で酵素的に相互変換可能であり、代謝物Bはさらに代謝物Cを経て、ピルビン酸まで変換される。

問110
　代謝物Aの構造として正しいのはどれか。１つ選べ。

解答・解説

解答
2

解説
解糖系では、D-グルコースがD-フルクトース1,6-ビスリン酸を経て、ピルビン酸となる際にATP、NADHが生成される。解糖系において、D-フルクトース1,6-ビスリン酸は、アルドラーゼによって、代謝物A（ジヒドロキシアセトンリン酸：選択肢2）と代謝物B（グリセルアルデヒド3-リン酸）へ変換される。

問111
　解糖系に関する記述のうち、正しいのはどれか。２つ選べ。

アルドラーゼにより六単糖が三単糖に開裂する反応（図２）は、加リン酸分解である。
D-グルコースから代謝物Aを生じるまでの過程でATPを産生する。
図３のうち、代謝物Bから代謝物Cを生じる反応は、基質レベルのリン酸化である。
図３で生じたNADHは、シャトル機構により細胞質からミトコンドリアのマトリックスに運ばれる。
D-グルコースからD-フルクトース1,6-ビスリン酸の生成過程は、ATPにより促進され、AMPにより抑制される。

解答・解説

解答
解なし

解説
１　誤
加リン酸分解とは、基質が分解される際にリン酸が加わる反応である。アルドラーゼによりD-フルクトース1,6-ビスリン酸が代謝物A（ジヒドロキシアセトンリン酸）と代謝物B（グリセルアルデヒド3-リン酸）に変換される際、リン酸が加わっていないため、加リン酸分解は起こっていない。

２　誤
　D-グルコースから代謝物A（ジヒドロキシアセトンリン酸）を生じるまでの過程でATPを産生されない。なお、D-グルコースから代謝物Aを生じるまでのリン酸化反応（グルコース→グルコース6-リン酸、フルクトース6-リン酸→フルクトース1,6-ビスリン酸）において、ATPが利用される。

３　誤
基質レベルのリン酸化とは、高エネルギー化合物からアデノシン二リン酸（ADP）またはグアノシン二リン酸（GDP）へリン酸基を転移させてアデノシン三リン酸（ATP）またはグアノシン三リン酸（GTP）を生成する反応のことである。代謝物B（グリセルアルデヒド3-リン酸）から代謝物C（1,3-ビスホスホグリセリン酸）を生じる反応では、無機リンが導入されているため、基質レベルのリン酸化は認められない。

４　誤
図３で生じたNADHは、直接、シャトル機構により細胞質からミトコンドリアのマトリックスに輸送されない。なお、シャトル機構には、肝臓、腎臓で働くリンゴ酸–アスパラギン酸シャトルと筋肉で働くグリセロールリン酸シャトルが存在し、それぞれ細胞質ゾルとミトコンドリアの間で物質の交換を行うことにより、細胞質ゾルでNADHからNAD^＋の生成を行なっている。

５　誤
　D-グルコースからD-フルクトース1,6-ビスリン酸の生成過程には、解糖系における代謝調節に関わる6-フルクトキナーゼが関与している。ATPが過剰に存在すると、6-ホスホフルクトキナーゼの活性が低下することでATPの産生が低下し、ADPが蓄積すると、6-ホスホフルクトキナーゼの活性が上昇することでATPの産生が増加する。