glycolysisとは？初心者向けに分かりやすく解説する糖分解の基本共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

glycolysisとは何か

glycolysis は生物の細胞内で最初に行われる糖の分解プロセスです。英語の glyco は糖、 lysis は分解を意味します。つまり糖を分解してエネルギーを取り出す一連の反応です。糖分子であるグルコースは10の段階の反応を経て2つのピルビン酸分子になります。ここで得られるエネルギーは細胞にとって重要な燃料となります。glycolysis は酸素の有無に関わらず起こるため、どんな細胞でも基本的なエネルギー源を提供します。

この過程で重要なのは ATP と NADH です。ATP は細胞のエネルギー通貨、NADH は後で他の過程でエネルギーを生み出すための運び屋です。glycolysis の最初の部分では ATP を使って糖を少し活性化させ、後半の部分で ATP を生み出します。これをエネルギーの投資段階と呼びます。全体の結果としてはグルコース1分子からピルビン酸2分子、総ATPの獲得は2分子、NADH は2分子得られます。

どこで起こるのか

glycolysis は細胞質の液体である細胞質基質で進行します。細胞の核やミトコンドリアには入らず、細胞の中の液体の中で段階的に進みます。反応には特定の酵素が関与し、それぞれの段階で化学物質が変化します。酸素の有無に関係なく起こるため、好気性・嫌気性のいずれの場合もエネルギーを供給します。

10のステップをざっくり解説

glycolysis は10の段階に分かれており、各段階で基質が変化します。大きな流れはグルコースをまず2つの三炭糖へ分解し、次にそれをピルビン酸へ変えます。ここで NADH が生まれ、ATP が直接作られる場面もあります。以下の表は各段階の概要を示します。

段階	反応名	基質	生成物とエネルギー
1	グルコースのリン酸化	グルコース	グルコース-6-リン酸、ATP を消費
2	異性化	グルコース-6-リン酸	フルクトース-6-リン酸
3	リン酸化	フルクトース-6-リン酸	フルクトース-1,6-ビスリン酸、ATP を消費
4	分解	フルクトース-1,6-ビスリン酸	グリセルアルデヒド-3-リン酸とジヒドロキシアセトンリン酸
5	イソメラーゼ	ジヒドロキシアセトンリン酸	グリセルアルデヒド-3-リン酸
6	酸化的分解	グリセルアルデヒド-3-リン酸	1,3-ビスホスホグリセリン酸、NADH を生成
7	基質レベルのリン酸化	1,3-ビスホスホグリセリン酸	3-ホスホグリセリン酸、ATP を生成
8	相互変換	3-ホスホグリセリン酸	2-ホスホグリセリン酸
9	脱水反応	2-ホスホエノールピルビン酸	ホスホエノールピルビン酸
10	脱水素/リン酸化	ホスホエノールピルビン酸	ピルビン酸、ATP を生成

この表から分かるように、グルコース1分子は最終的に2分子のピルビン酸となり、ATP のネット獲得は2分子、NADH は2分子得られます。NADH は後の酸化的代謝で重要な役割を果たします。

glycolysis の意義

glycolysis は酸素があるときはクエン酸回路と電子伝達系へとつながる合流点であり、エネルギーを効率的に取り出す道の第一歩です。酸素が不足しているときには他の経路に分配されながらもエネルギーを供給します。このように glycolysis は細胞の生存と活動を支える基本的な代謝経路として、私たちの体のさまざまな細胞で絶えず働いています。

この反応は ATP/ADP 比、NADH/NAD+ 比、酵素の活性化や抑制によって厳密に制御されます。細胞は必要なエネルギー量に応じてこの経路の流れを調整します。例えば ATP が多いと投資段階の反応を抑え、ATP が不足していると反応を加速させます。

glycolysisの関連サジェスト解説

aerobic glycolysis とは: この記事では、aerobic glycolysis とは何かを、中学生でも理解できるようにやさしく解説します。まず糖は体のエネルギー源で、酸素があるときはミトコンドリアでしっかりとエネルギーを作る“酸化的リン酸化”が主役になります。しかし、aerobic glycolysis とは、酸素があるのに糖を分解して乳酸を作り続ける、いわゆる解糖系の働き方のことです。通常は酸素が十分あるときは解糖が少なくなり、ミトコンドリアでの発電が中心ですが、aerobic glycolysis では解糖が優先され、最終的には乳酸が生じます。この現象は別名“Warburg効果”としても知られ、がん細胞でよく観察されます。がん細胞は急速に増えるため、短時間でエネルギーを取り出すだけでなく、糖の中間体を使ってDNAや脂質、タンパク質の材料を作り出す必要があります。そのため、酸素がある状態でも解糖を活用するのです。なぜこのような代謝が起こるのかについては、いくつかの仮説があります。例えば、酸素を使う発電路であるミトコンドリアの反応は一度に多くの資源を必要しますが、解糖は短時間で多くの中間体を作り出せるため、細胞が成長しやすくなると考えられています。また、がん細胞以外の免疫細胞や胎児の細胞でも、状況によってaerobic glycolysisが起こることがあります。ただしエネルギー効率は低いというデメリットもあり、環境が変わればこの経路を切り替える柔軟性が重要です。生活の中で直感的に理解するには、家庭での糖の使われ方をイメージするとよいでしょう。

glycolysisの同意語

解糖系: グルコースをピルビン酸へ分解し、ATPとNADHを産生する代謝経路。解糖系は細胞がエネルギーを得るための主要な初期段階で、酸素の有無に関わらず機能します。
解糖作用: グルコースを分解してエネルギーを取り出す生化学的な過程。連続する反応を通じてピルビン酸を生成し、ATPとNADHを供給します。
糖解系: 糖を解糖させる経路を指す日本語表現の一つ。グルコース分解によるエネルギー生成の過程を指します。
Embden-Meyerhof-Parnas経路: glycolysis の古典的名称。グルコースをピルビン酸へ分解する主要な経路で、エネルギー産生に関与します。
Embden-Meyerhof経路: Embden-Meyerhof-Parnas経路の略称。糖解の代表的経路を指します。
EMP経路: Embden-Meyerhof-Parnas経路の略称。古典的な解糖経路を指す一般的な呼び方です。
glycolytic pathway: 英語表現の別名。グルコースの分解を通じてエネルギーを取り出す一連の代謝経路を指します。

glycolysisの対義語・反対語

糖新生: glycolysisの反対方向に働く代謝経路で、肝臓などで非糖由来の物質（乳酸、ピルビン酸、グリセロール、アミノ酸など）からグルコースを合成する過程。解糖の消費エネルギーを回復する役割を持つ。
グリコーゲン合成: グルコースを蓄える方向の代謝経路。糖を分解してエネルギーを得る解糖の反対側に位置し、体内でグリコーゲンとして貯蔵する過程。
逆解糖: 解糖の逆向きの反応群を指す非公式な表現。生体では主に糖新生を介してグルコースを作る道筋を示唆する用語として使われることがある。
解糖の抑制: 解糖作用が抑制される状態・反応状況を指す。エネルギーや物質の流れを他の代謝経路（例: 糖新生や脂質合成）へ振り向ける状況を説明する際に使われる。

glycolysisの共起語

解糖系: ブドウ糖をピルビン酸へ分解する代謝経路。細胞質で行われ、ATPとNADHを生成します。
ブドウ糖: 解糖系の出発物質となる六炭糖。血糖値や糖代謝の基礎となる物質です。
ピルビン酸: 解糖系の最終産物。酸素の有無にかかわらず生成され、後続の発酵やクエン酸回路へ送られます。
ATP: エネルギーの主要通貨。解糖系では基質レベルのリン酸化を通じてATPを直接生成します。
NADH: 電子を運ぶ還元型補因子。解糖系の反応でNAD+がNADHに還元されます。
NAD+: NADHを再酸化してNAD+へ戻す役割を持つ補因子。解糖系を回すのに必須です。
グリセルアルデヒド-3-リン酸: GAPは解糖系の後半でATP生成を担う中間体です。
ジヒドロキシアセトンリン酸: DHAPはGAPへ変換され、最終的にGAPとして解糖系を進みます。
グルコース-6-リン酸: ブドウ糖が最初にリン酸化されて生じる中間体。解糖系の入口付近の重要な中間体です。
フルクトース-6-リン酸: グルコース由来の中間体。PFK-1の基質となる前段階です。
フルクトース-1,6-ビスリン酸: PFK-1が分解する前の活性化中間体で、GAPとDHAPを生み出します。
1,3-ビスホスホグリセリン酸: 基質レベルのリン酸化でATPを生み出す中間体。
3-ホスホグリセリン酸: 解糖系の中間段階の一つ。
2-ホスホグリセリン酸: 中間段階の一つ。水の移動を伴う反応を経ます。
ホスホエノールピルビン酸: ピルビン酸へ変換される前の高エネルギー中間体。
ピルビン酸キナーゼ: 解糖系の最後の段階を触媒し、ATPを生成します。
ホスホフルクトキナーゼ-1: 解糖系の律速酵素。反応速度を大きく制御します。
細胞質: 解糖系は細胞質（細胞質基質）で行われます。
発酵: 酸素が不足する場合、解糖系の産物を発酵経路へ送ってNAD+を再生します。
乳酸発酵: ピルビン酸を乳酸へ還元してNAD+を再生する嫌気的経路。
アルコール発酵: ピルビン酸をエタノールへ変換する発酵経路（主に酵母で起こる）。
糖代謝: 糖類の分解と利用を含む代謝経路の総称。
クエン酸回路: ピルビン酸が取り込まれて進む、ミトコンドリアでのATP生成経路。
細胞呼吸: 解糖系を含むエネルギー生産の総称。酸素を使ったATP生成を指します。

glycolysisの関連用語

解糖系: 細胞質で起こるグルコースをピルビン酸へ分解する一連の代謝経路。ATPとNADHを生み出し、エネルギー供給の基本経路となる。
解糖作用: 解糖系と同義で用いられる語。糖を分解してエネルギーを取り出す反応の総称。
細胞質: 解糖系が行われる場所。細胞質（サイトソル）で酵素反応が連続して起こる。
グルコース-6-リン酸: グルコースが最初にリン酸化されてできる中間体。代謝の入口を作り、他経路へ流れやすくする。
ヘキソキナーゼ: グルコースをG6Pへリン酸化する酵素。組織ごとにアイソザイムが異なる。
グルコキナーゼ: 肝臓・膵臓で働くグルコースキナーゼ。血糖が高いときに働く特性を持つ。
フルクトース-6-リン酸: G6PからPFK-1の基質となる中間体。PFK-1の前段階。
フルクトース-1,6-ビスリン酸: PFK-1の前駆体中間体。GAPとDHAPに分解される分岐点。
ホスホフルクトキナーゼ-1: 糖解の律速段階にある主要酵素。F6PをF1,6BPへリン酸化する。AMP/ADP・F2,6BPで活性化、ATP・Citrateで抑制される。
アルドラーゼ: F1,6BPをDHAPとGAPに分解する酵素。
ジヒドロキシアセトンリン酸: GAPと平衡を取りつつ生成される中間体。トリオースリン酸イソメラーゼでGAPへ変換可能。
グリセロアルデヒド-3-リン酸: ジヒドロキシアセトンリン酸と等価の中間体。GAPとして後半の反応へ進む。
トリオースリン酸イソメラーゼ: DHAPとGAPの互変換を触媒する酵素。
グリセロアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ: GAPを1,3-ビスホスホグリセリン酸へ酸化・リン酸化する酵素。NAD+をNADHへ還元。
1,3-ビスホスホグリセリン酸: 高エネルギーリン酸結合を持つ中間体。これからATPが直接生じる。
3-ホスホグリセリン酸: 1,3-BPGから3-PGへ移る中間体。
2-ホスホグリセリン酸: 3-PGからエノラーゼ前の中間体。
ホスホグリセリン酸ムターゼ: 3-PGを2-PGへ変換する酵素。
エノラーゼ: 2-PGをホスホエノールピルビン酸（PEP）へ脱水反応させる酵素。
ホスホエノールピルビン酸（PEP）: ピルビン酸生成前の高エネルギー中間体。PK反応の前段階。
ピルビン酸キナーゼ: PEPからピルビン酸へリン酸を移しATPを生成する反応を触媒する酵素。
ピルビン酸: 糖解作用の最終生成物。好気条件ではミトコンドリアへ、嫌気条件では乳酸へ還元される場合がある。
基質レベルリン酸化: ATPを直接生成する反応機構。解糖系では1,3-BPG→3-PGおよびPEP→ピルビン酸で起こる。
NAD+/NADH: 酸化還元反応で電子を運ぶ補酵素。GAPDH反応でNADHが生じる。
ATP: 細胞のエネルギー通貨。解糖系では最終的にATPが生成される。
嫌気条件下の代謝と乳酸発酵: 酸素が不足するとピルビン酸は乳酸へ還元され、NAD+を再生して解糖を継続する。
乳酸脱水素酵素（LDH）: ピルビン酸を乳酸へ還元する酵素。NAD+再生を助ける。
糖代謝のエネルギー収支: 1分子のグルコースから、NETでATPが2分子生まれ、NADHが2分子生じる。
糖新生との関係: 解糖系と糖新生は逆方向の調節を受け、全体の糖代謝のバランスを保つ。