電子伝達系とは？初心者向けにわかりやすく解説する基本と仕組み共起語・同意語・対義語も併せて解説！

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岡田康介

名前：岡田康介（おかだこうすけ）ニックネーム：コウ、または「こうちゃん」年齢：28歳性別：男性職業：ブロガー（SEOやライフスタイル系を中心に活動）居住地：東京都（都心のワンルームマンション）出身地：千葉県船橋市身長：175cm 血液型：O型誕生日：1997年4月3日趣味：カフェ巡り、写真撮影、ランニング、読書（自己啓発やエッセイ）、映画鑑賞、ガジェット収集性格：ポジティブでフランク、人見知りはしないタイプ。好奇心旺盛で新しいものにすぐ飛びつく性格。計画性がある一方で、思いついたらすぐ行動するフットワークの軽さもある。 1日（平日）のタイムスケジュール 7:00 起床：軽くストレッチして朝のニュースをチェック。ブラックコーヒーで目を覚ます。 7:30 朝ラン：近所の公園を30分ほどランニング。頭をリセットして新しいアイデアを考える時間。 8:30 朝食＆SNSチェック：トーストやヨーグルトを食べながら、TwitterやInstagramでトレンドを確認。 9:30 ブログ執筆スタート：カフェに移動してノートPCで記事を書いたり、リサーチを進める。 12:30 昼食：お気に入りのカフェや定食屋でランチ。食事をしながら読書やネタ探し。 14:00 取材・撮影・リサーチ：街歩きをしながら写真を撮ったり、新しいお店を開拓してネタにする。 16:00 執筆＆編集作業：帰宅して集中モードで記事を仕上げ、SEOチェックやアイキャッチ作成も行う。 19:00 夕食：自炊か外食。たまに友人と飲みに行って情報交換。 21:00 ブログのアクセス解析・改善点チェック：Googleアナリティクスやサーチコンソールを見て数字を分析。 22:00 映画鑑賞や趣味の時間：Amazonプライムで映画やドラマを楽しむ。 24:00 就寝：明日のアイデアをメモしてから眠りにつく。

電子伝達系とは何か

このページでは 電子伝達系 とは何かを、初心者にも分かる言葉で解説します。細胞が生きるために必要なエネルギーはこの仕組みを通じて作られます。電子を順番に渡していく流れでエネルギーを取り出し、膜の両側でプロトンの濃度差を作り出します。最後には ATP というエネルギー通貨が作られます。

どこで起こるのか

ほとんどの生き物の細胞では ミトコンドリアの内膜 にある複合体と呼ばれる蛋白質の集まりが関わります。ここで NADH や FADH2 が電子を渡し、次の受け手へと移動します。

どう動くのか

電子は 複合体 I から III へ、IV へと順番に渡され、その過程で膜を跨いでプロトンをくみ出す力が働きます。これにより膜の内側と外側のプロトンの濃度差が生まれ、化学的な動力と呼ばれる現象で ATP合成酵素 が回り、ADP が ATP に変わります。

酸素と水の関係

最終的に電子は酸素へ渡り、水となる反応が起こります。酸素は電子の受け取り役として大切で、この段階がなければATPを大量には作れません。

表で見る基本

able> 複合体受け渡し電子の源プロトンの動き主な役割複合体 I NADH 膜を跨いでプロトンをくみ出す電子を次の受け手へ移動させる複合体 II FADH2 直接のプロトンポンプはなし電子を CoQ へ渡す複合体 III CoQ 由来の電子プロトンをくみ出す電子を次の受け手へ移動させる複合体 IV 電子を受け取り酸素へ渡すプロトンをくみ出す水の生成を促進 ble>

この一連の流れにより、私たちの体は食べ物から得たエネルギーを ATP という形で蓄え、さまざまな生物活動に使えるようにしています。この記事では難しい専門用語をできるだけ避け、身近な例を使って 電子伝達系 の基本を理解できるようにしています。

電子伝達系の関連サジェスト解説

解糖系クエン酸回路電子伝達系とは: 解糖系クエン酸回路電子伝達系とは、体の中でエネルギーを作る三つの大きな過程のことです。まず解糖系は細胞の中の細胞質で起こり、1分子のグルコースを分解して、少しのATPとNADHを作ります。解糖系は酸素がなくても進むことができ、速くエネルギーを取り出す第一歩として重要です。次にできたピルビン酸は、酸素があるときはミトコンドリアへ入り、クエン酸回路へ送られます。ここでピルビン酸はさらに分解され、多くのNADHとFADH2が作られ、二酸化炭素（CO2）も出ます。最後の電子伝達系はミトコンドリアの内膜で働きます。NADHとFADH2が電子を渡すとプロトンを膜内外でポンプし、膜の濃度差を作ります。そのエネルギーを使ってATP合成酵素が回り、多くのATPを作ります。最終的な電子の受け手は酸素で、水ができることで回路が完結します。これら三つがつながると、1分子のグルコースから理論上約30〜32個のATPが生まれ、体の活動を支える大きなエネルギー源となります。

電子伝達系の同意語

電子伝達連鎖: 細胞膜上の電子キャリア分子が一連の反応で電子を順に受け渡し、最終的に酸素へ電子を渡して水を作る過程。ATP生産の前段階として機能します。
電子伝達チェーン: 電子伝達連鎖の別名。ミトコンドリア内膜などで電子を伝える担体が連なるチェーン状の経路です。
電子伝達経路: 電子が担体間を通って移動する道筋の総称。どの分子がどの順番で電子を受け渡すかを指します。
電子伝達路: 電子が移動する経路。電子伝達連鎖と同義の表現として使われます。
電子輸送系: 膜上の複数の蛋白複合体が協力して電子を輸送する系の総称。ATP合成の前段階を担います。
電子輸送連鎖: 電子を輸送する連鎖的な流れの表現。酸化的リン酸化を引き起こす源泉です。
電子移送連鎖: 電子を移送する連鎖の意味。電子伝達の過程を指す別称です。
呼吸鎖: 電子伝達系の別名。酸素を最終受容体として電子を流す過程を指します。
呼吸鎖系: 呼吸鎖の系として、電子伝達系全体を指す表現です。
酸化的リン酸化系: 酸化還元反応で生じたエネルギーを使ってATPを合成する過程の総称。電子伝達系とATP合成が結びつきます。
酸化的リン酸化: 電子伝達系とATP合成酵素によってATPを産生する一連の過程。エネルギーの取り出しと蓄えの仕組みです。
酸化還元連鎖: 電子が担体間で受け渡しを連鎖的に行う過程の表現。酸化と還元が連続して起こります。
酸化還元連鎖系: 酸化還元反応の連鎖を含む系の総称。電子伝達の枠組みを指します。
ミトコンドリア電子伝達系: ミトコンドリアの内膜に存在する電子伝達系。ATP合成の前段階として機能します。

電子伝達系の対義語・反対語

発酵: 酸素を必要とせず、電子伝達系を用いないATP産生の代謝経路。例として乳酸発酵やアルコール発酵が挙げられ、酸化的リン酸化に対する対比的な仕組みです。
基質レベルリン酸化: ATPを酵素反応の基質から直接生成する過程。電子伝達系を介さないATP産生の代表的な形態です。
嫌気性発酵: 酸素を使わずに行われる発酵の総称。ETCを使わずにATPを得るプロセスとして位置づけられます。
無酸素呼吸: 酸素を最終的な受容体としない呼吸様式。電子伝達系を介して酸素以外を最終受容体にするケースなどが含まれ、電子伝達系を用いない発酵とは別の対比として捉えられます。
ETC不活性状態: 電子伝達系が欠如または機能していない状態を指す概念。ATPは他の経路（例：基質レベルリン酸化）で賄われます。
酸化的リン酸化の対極概念: 電子伝達系を介してのATP生成である酸化的リン酸化とは対照的に、基質レベルで直接ATPを生成する経路を指します。

電子伝達系の共起語

ミトコンドリア: 細胞のエネルギー生産を担う細胞小器官。電子伝達系が主に存在し、ATPを作る場です。
ミトコンドリア内膜: 電子伝達系の反応が膜を跨いで進む場所。プロトンを外側から内側へ汲み出す役割を持ちます。
脂質二重層: ミトコンドリアを囲む薄い脂質の膜。電子伝達系の場として機能します。
酸化的リン酸化: 電子伝達系の流れから生じるプロトン勾配を利用してADPをATPへ変換する過程。
ATP合成酵素: F0F1-ATPase。膜を貫通する複合体で、プロトンの通過をエネルギー源にしてATPを作ります。
F0F1-ATPase: ATPを作る主役の酵素。プロトンの流れを利用してADPをATPに変える仕組み。
NADH: 電子伝達系に電子を供給する還元型の補酵素。
FADH2: 電子伝達系に電子を供給する還元体。主にTCA回路と連携します。
コエンザイムQ（CoQ、ユビキノン）: 電子伝達系の電子キャリアの一つ。脂質二重層を横断して電子を運ぶ。
ユビキノン: コエンザイムQの別名。
シトクロムc: 小さなタンパク質で、複合体IIIとIVの間を電子輸送します。
複合体I（NADHデヒドロゲナーゼ）: NADHから電子を受け取りCoQへ渡す入口の大きな複合体。
複合体II（コハク酸デヒドロゲナーゼ）: FADH2から電子を受け取りCoQへ渡す第二の複合体。
複合体III（シトクロムbc1複合体）: CoQからシトクロムcへ電子を渡す、プロトンも汲み出します。
複合体IV（シトクロムc酸化酵素）: 最終的に酸素へ電子を渡して水を作る末端複合体。
酸素: 最終受容体。呼吸鎖の終端で電子を受け取って水を作ります。
プロトン勾配: 膜を跨ぐプロトンの濃度差。ATP合成の推進力となります。
膜電位: 膜の内外の電位差。Δpの一要素として働きます。
NADHデヒドロゲナーゼ: 複合体Iの別名。NADHから電子を取り出しCoQへ渡します。
アンチマイシンA: 複合体IIIを阻害する薬剤で、電子の流れを止め呼吸鎖を停止させます。
ロテノン: 複合体Iを阻害する植物由来の化合物。NADHの電子供給を妨げます。
シアン化物（CN−）: 複合体IVを阻害する代表的な物質。酸素呼吸を停止させます。
一酸化炭素（CO）: 複合体IVを阻害し、電子伝達を妨げる有害ガス。
オリゴマイシン: ATP合成酵素を直接阻害してATPの生成を止めます。
FCCP（脱共役剤）: プロトン勾配を崩して酸化的リン酸化を止め、エネルギー代謝を乱します。
ROS（活性酸素種）: 電子伝達系の副産物として発生する反応性酸素。過剰になると細胞を傷つけます。
スーパーオキシド: ROSの一種。複合体I・III周辺で生じやすい。
過酸化水素: ROSの一種。適切な抗酸化防御が必要です。
TCA回路（クエン酸回路）: NADHやFADH2の原料を作る代謝回路。電子伝達系への供給源です。
ADP: ATPを作るための原材料。反応でATPへ変換されます。
ATP: エネルギーの通貨。細胞のさまざまな反応に使われます。
Δp: プロトン駆動力の略。膜内外のpH差と膜電位の総合指標。
P/O比: NADH1分子あたりまたはFADH21分子あたりにおけるATP生成の目安比率。

電子伝達系の関連用語

電子伝達系: 細胞のエネルギー工場であるミトコンドリア内膜で起こる、NADHやFADH2の電子を受け渡す連続的な経路。電子が移動することで膜を跨いでプロトンが汲み出され、最終的に酸素を受け取って水を作りつつATPを合成する仕組みです。
呼吸鎖: 電子伝達系の別称。酸素を最終電子受容体として、電子を順に移動させる連鎖のことを指します。
複合体I（NADHデヒドロゲナーゼ）: NADHから電子を受け取りコエンザイムQへ渡す膜タンパク質複合体。電子を渡す際にプロトンを膜外へ汲み出します。
複合体II（コハク酸デヒドロゲナーゼ）: クエン酸回路由来のFADH2から電子を受け取りコエンザイムQへ渡す複合体。複合体Iほど多くプロトンをポンプしません。
複合体III（シトクロムbc1複合体）: コエンザイムQから電子を受け取りシトクロムCへ渡す。プロトンを汲み出す役割を担います。
複合体IV（シトクロムcオキシダーゼ）: シトクロムCから電子を受け取り酸素へ伝え、水を作る最終段の複合体です。
複合体V（ATP合成酵素）: 内膜を跨ぐプロトン勾配を利用してADPと無機リン酸を結合しATPを作る酵素複合体です。
NADH: 糖や脂質の代謝で生まれる還元型補酵素。電子を電子伝達系へ供給します。
FADH2: FADを還元した形の補酵素。電子を電子伝達系へ供給します。
コエンザイムQ（CoQ／ubiquinone）: 膜に溶け込む小さな電子キャリア。複合体I/IIと複合体IIIをつなぐ役割を果たします。
シトクロムC: 水溶性の電子キャリア。複合体IIIと複合体IVを橋渡しします。
ミトコンドリア: 細胞のエネルギー工場。ATPを作る場として機能します。
内膜: ミトコンドリアの内側の膜。電子伝達系とATP合成がここで進行します。
クリステ: 内膜の突起状の折りたたみ。表面積を増やして反応の効率を高めます。
プロトン勾配: 膜を跨ぐプロトンの濃度差と電位差の組み合わせ。これがATPを作る動力になります。
ATP: 細胞が日常的に使うエネルギー分子。多くの化学反応を駆動します。
酸素: 最終電子受容体として電子を受け取り、水を作る役割を担います。
水: 酸素と電子が反応して生じる副産物で、反応の最終産物の一つです。
酸化的リン酸化: 電子伝達系の過程で生じたプロトン勾配を用いてATPを生成する過程の総称です。
TCA回路（クエン酸回路）: 糖・脂質・アミノ酸の代謝が生み出すNADH/FADH2を供給する前段の回路。ここでエネルギーを取り出す準備をします。
NADP+還元酵素（FNR）: 光合成系においてNADP+をNADPHへ還元する酵素。葉緑体の電子伝達系で重要な役割を果たします。
NADPH: NADP+が還元された形。葉緑体のカルビン回路などで還元力として使われます。
光化学系I（PSI）: 光エネルギーを利用して電子を移動させ、NADP+をNADPHへ還元する反応系です。
光化学系II（PSII）: 光を使って水を分解し電子を取り出し、プラストキノンへ渡す初段の反応系です。
チラコイド膜: 葉緑体内の膜で、光合成電子伝達系の反応が進む場所です。
プラストキノン: 光合成の電子キャリアの一つ。電子を受け渡す役目を担います。
プラストシアニン: プラストキノンから電子を受け取り、電子を次の段へ渡す可溶性タンパク質です。
フェレドキシン: 鉄硫黄タンパク質で、電子を運び渡す中間体として機能します。
ROS（活性酸素種）: 電子伝達系の副産物として生じる反応性の高い酸素種。過剰になると細胞を傷つけることがあります。
脂質二重層: 細胞膜やミトコンドリア膜を構成する脂質の二重層。電子伝達系はこの膜の中で進行します。
プロトンポンプ: 複合体I/III/IVがプロトンを膜の反対側へ押し出す機能。プロトン勾配を作る源です。