前回は呼吸反応（解糖）で出てくる代表的な物質の読み方について脱線していましたが、改めて（区切りは良かったものの）途中状態だった呼吸反応に戻っていこうと思います。
例によって、まずは細胞呼吸に関する大変分かりやすいまとめ絵を再掲させていただきましょう。
グルコースがピルビン酸にまで分解されるのが解糖系だったわけですけれども、このピルビン酸が、ついにここで登場……補酵素AことCoAにくっつくことで（といっても完全にくっつくわけではなく、ピルビン酸のアセチル基のみが酵素の力でCoAに移動する感じにですね）アセチルCoAに変換され、画像にもある通り（グレー矢印の中の書き文字で大変見づらいですが）、こいつがミトコンドリアという細胞の中にある小器官（膜に囲まれた小部屋みたいなもんだといえましょう）へと入りまして、そのアセチル基が今度はオキサロ酢酸という分子に渡されてクエン酸へと変化する、いわゆるクエン酸回路が走っていくわけですが……
（結局、アセチル基（＝酢酸っぽい部分）の受け渡しがCoAを介して行われる感じであるため、アセチルCoAは発見当初、「活性酢酸」とも呼ばれていた感じにもなっています。
僕も、高校の頃この辺の呼吸・クエン酸回路を習ったときは「活性酢酸」で習った気もしますが、まぁ古い用語ですし、今はアセチルCoA以外は見かけないレベルでしょうか（高校時代も、普通にアセチルCoAと書いている参考書の方が多かった気もしますしね）。）
…しかし実は、ピルビン酸が話に出てきたときもチョロっと書いていたんですけど、実はこいつはアセチルCoA以外にも様々なもんに姿を変える万能分子でして、条件によってはアセチルCoAではなく、ここには表示されていない隠しルートへと進むことがあるのです。
まずその条件としてましては、ズバリ……クエン酸回路以降の経路はこないだもチラッとだけ触れましたけれども、ここからのサイクルを効率的に回すためには酸素が必要となってくるので…
（還元されたNADやFADは、エネルギー産生（＝ATP産生）のためにはありがたい存在なんですが、実は何気に酸化状態の分子（「NAD＋」などと表記される、水素が外れてるバージョンですね）も解糖系を進めるためには貴重な分子でして、クエン酸回路でもジャンジャン還元されますから、酸化型の方は枯渇しがちになっています。
こいつらを再度酸化するために、酸素が必要なのでした）
…って、全然「ズバ」ってなかったので仕切り直すと(笑)、ズバリ、酸素がないと、ピルビン酸は「アセチルCoA→ミトコンドリア入りしてクエン酸回路の反応が進む」というルートを取らず、別の道へと進むんですね！
「酸素がない？死ぬんじゃないの？」と思われるかもしれませんが、もちろん酸欠になったら人間は気絶～即死してしまうレベルではあるものの、細胞単位で、例えば急な運動をしたときに、「十分な酸素が足りないよ～」という状況というのは普通にありまして、そういう場合に……
…あるいは他にも、人間以外の生物であれば……もちろんあらゆる生物は、例え水中にいようとエラから水中に溶け込んだ酸素を取り込むなどして酸素を基本的に活用してはいるんですけれども、特に微生物なんかですと、酸素が完全にない状態でも生命活動を行えることが多いのです。
（まぁまだ詳しくは見ていないもののこれも何度かチラッと書いていた通り、クエン酸回路、そしてその後の電子伝達系で、エネルギーATPは極めて効率的に、解糖系と比べても圧倒的な数を生成できるため、人間に限らず、多くの巨大生物は酸素がないと十分なエネルギーを全身に供給できず、健康に暮らすことができない……って話だといえましょう。
先ほども書いていた通り、例えば全力で走り続けたら酸欠になるのはどなたもご存知だと思いますが、どんなに鍛えた人でも、人が人である限り、1時間…どころか10分とかでさえ、全力で走り続けること＝酸欠状態でずーっと生き続けるのは不可能なんですね。
逆に、微生物＝単細胞生物程度であれば、ショボいエネルギー効率の「酸素を使わない呼吸」でもひっそりじっくり生き続けることは十分可能となっている…と、いわばそうなってる感じですね。）
ちょっとまた時間がなさすぎるため、話があんまりまとまっておらず、微妙にしっちゃかめっちゃかになってしまって恐縮ですけれども、そういった酸素がないときでも進む呼吸のことを「嫌気呼吸」といいまして（逆に、酸素の関わるクエン酸回路～電子伝達系の方を、「好気呼吸」とも呼びます）、もちろん解糖系は嫌気呼吸の一種（＝酸素が一切関与しないので）といえるわけですけれども、この嫌気的反応が進んだ最終産物・ピルビン酸が、さらに嫌気的条件が続くとどうなるかと言いますと……
ズバリ、発酵と呼ばれる反応が（特に微生物では、ですが）行われるんですね！
そして、代表的な発酵には2種類あり、どちらも極めて人類に有用な物質が作られる形で…
（まぁ、「人類に有用な物質が作られる代謝反応」を「発酵」と呼んでいるので、論理関係がおかしいとはいえるものの）
…それがどなたもご存知、お酒を生み出すアルコール発酵と、ヨーグルト（まぁ漬物とかもそうですけど、僕はヨーグルトマニアなので、やはりこいつといえばヨーグルトです(笑)）を生み出す乳酸発酵になります！
アルコール発酵については、ピルビン酸がまず酵素の力でアセトアルデヒドになり、その後また別の酵素の力でエタノールになるわけですけど、これはズバリ、人間がお酒を飲んだ時にエタノールを分解していく経路とほぼ同じ（まぁ、最後（最初）は酢酸とピルビン酸の違いはあるものの）でして、ちょうど反応も含めずーっと前の↓の記事で見ていましたが……
…特に「アセトアルデヒド⇔エタノール」は完全に同じ反応…どころかそう、実は反応を触媒する酵素すらも全く同じで、↑の記事でも触れていたALH（アルコール脱水素酵素、前回も見ていたデヒドロゲナーゼですね）が用いられて進められるものとなっています。
まぁこの辺は酵素の反応論とかを学ぶときにより詳しく教わる話になるんですけど、酵素ってのは基本的にどんな反応も両方向に進める力を持っていまして（どちらか一方に極端に進みやすい、という例もあれど）、単純に「反応前後の物質が、その場にどのぐらいあるか？」に応じてどちらに進むかが決まっているという、案外融通の利くやつだったのです。
（もちろん多いものを少ない方に変換する方に、反応は優先的に進む感じですね。）
つまり、人がお酒を飲んだ場合、当然体内には大量にエタノールが存在しますから、ALHはこれをジャンジャン分解していってくれるわけですけど、逆にアルコール発酵を行う酵母の場合、ピルビン酸からアセトアルデヒドが順に合成されて、自分の周りにはアセトアルデヒドばかりがあるため、ALHはこれをエタノールに戻す（まぁ戻すというか、変換するって感じですけど）反応を優先的に行うと、そうなってるんですねぇ～。
なので、酵母さんがアルコール発酵を行う際、あまりにも周りにエタノールが増えてきてしまいますと、せっかくできたエタノールがアセトアルデヒドに戻ってしまうことも十分に考えられる形になっています。
…まぁ、酵母の力を借りた醸造で超高濃度のお酒が造れないのは、そういう理由の他に、普通に超高濃度のアルコール存在下だとそもそも酵母が生きられないので…みたいな理由もあると思いますけど、化学反応的にも、存在するアセトアルデヒドを全部エタノールに変えるのは無理があると、そういう仕組みにもなっているのでした。
…と、またまた完全に時間がなく、僕がお酒より好きなヨーグルト＝乳酸発酵の方には全く入れませんでした。
アイキャッチ画像がなかったので、小さい画像なので既に↑のリンクカードのサムネに表示されてますけど(笑)、乳酸の構造をアイキャッチ用に画像で引用し、次回は乳酸を見ていく形とさせていただきましょう。
…全く何にも面白くなさすぎる画像で恐縮ですが(笑)。
