चयापचय उन सभी रासायनिक प्रतिक्रियाओं को संदर्भित करता है जो जीवित कोशिकाओं के अंदर होती हैं। अनगिनत रासायनिक प्रतिक्रियाएं कोशिकाओं में होती हैं और जीवों के सभी कार्यों के लिए जिम्मेदार होती हैं। एक साथ इन प्रतिक्रियाओं से एक जीव का चयापचय होता है।
इन प्रतिक्रियाओं में भाग लेने वाले रसायनों को मेटाबोलाइट्स कहा जाता है।
सभी प्रतिक्रियाओं में:
जब कोई रासायनिक प्रतिक्रिया होती है तो ऊर्जा या तो अंदर ली जाती है या छोड़ी जाती है। यह बॉन्ड के टूटने और बंध बनने की सापेक्षिक शक्तियों पर निर्भर करता है।
एक बाहरी प्रतिक्रिया में , परिवेश के लिए ऊर्जा जारी होती है। जो बॉन्ड बनाए जा रहे हैं वे बॉन्ड के टूटने से ज्यादा मजबूत होते हैं।
एक एंडर्जिक प्रतिक्रिया में , ऊर्जा परिवेश से अवशोषित होती है। जो बॉन्ड बनाए जा रहे हैं वे बॉन्ड के टूटने से कमजोर हैं।
कोशिका में दो प्रकार की चयापचय प्रतिक्रियाएँ होती हैं:
उपचय प्रतिक्रियाएँ ऊर्जा का उपयोग करती हैं। वे एंडर्जोनिक हैं। उपचय प्रतिक्रिया में छोटे अणु बड़े बनाने के लिए जुड़ते हैं। उदाहरण के लिए,
कैटाबोलिक अभिक्रियाएँ ऊर्जा देती हैं। वे बाहरी हैं। एक कैटोबोलिक प्रतिक्रिया में बड़े अणु छोटे लोगों में टूट जाते हैं। उदाहरण के लिए
श्वसन में, ग्लूकोज ऑक्सीजन के साथ संयुक्त होता है और उपयोग करने योग्य ऊर्जा, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी छोड़ता है। यह प्रयोग करने योग्य ऊर्जा एटीपी (एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट) नामक एक यौगिक में संग्रहीत होती है। एटीपी एक जीव के सभी कोशिकाओं द्वारा इस्तेमाल की जाने वाली शक्ति अणु है जो हमें माध्यमिक प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने के लिए है जो हमें जीवित रखती है। एटीपी एक रासायनिक ऊर्जा न्यूक्लियोटाइड है जो अपचय और उपचय को जोड़ता है।
एम्फीबोलिक पाथवे - एक जैव रासायनिक मार्ग जो उपचय और कैटाबोलिक दोनों प्रक्रियाओं का कार्य करता है, एक उभयचर मार्ग कहलाता है। उभयचर पथ का एक महत्वपूर्ण उदाहरण क्रेब्स चक्र है, जिसमें कार्बोहाइड्रेट और फैटी एसिड के अपचय और अमीनो-एसिड संश्लेषण के लिए एनाबॉलिक अग्रदूतों का संश्लेषण शामिल है।
सभी उपापचयी मार्गों को एक अंतिम उत्पाद के निर्माण को रोकने के लिए विनियमित और नियंत्रित किया जाना आवश्यक नहीं है। कोशिका किसी विशेष एंजाइम की उपस्थिति या अनुपस्थिति द्वारा एक चयापचय मार्ग को नियंत्रित कर सकती है। एंजाइम विशेष प्रोटीन अणु होते हैं जिनका कार्य कोशिकाओं में अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रियाओं को सुविधाजनक बनाने या अन्यथा तेज करना है। वे केवल जैविक उत्प्रेरक हैं।
विभिन्न रसायन एंजाइम गतिविधि को प्रभावित कर सकते हैं। एक एंजाइम को उसके सब्सट्रेट से बांधने से रोकने के लिए इनहिबिटर्स का उपयोग किया जा सकता है। नतीजतन, अवरोधक सीधे एक चयापचय मार्ग की प्रगति को नियंत्रित कर सकते हैं।
निषेध के तीन प्रकार हैं:
ए। प्रतियोगी अवरोध - यह तब होता है जब एक अवरोधक अणु एंजाइम की सक्रिय साइट को बांधता है और सब्सट्रेट को बंधन से रोकता है। वे सब्सट्रेट के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकते हैं क्योंकि उनके पास एक समान आणविक आकार है। उदाहरण: सरीन
ख। गैर-प्रतिस्पर्धी अवरोध - यह तब होता है जब एक अवरोधक सक्रिय साइट से नहीं जुड़ता है लेकिन एंजाइम के एक अलग हिस्से से बंध जाता है और सक्रिय साइट के आकार को बदल देता है। यह एंजाइम के लिए सब्सट्रेट बंधन को रोकता है और प्रतिक्रिया समय को कम करता है। सब्सट्रेट एकाग्रता को बढ़ाकर गैर-प्रतिस्पर्धी निषेध को उलट नहीं किया जा सकता है। उदाहरण: साइनाइड, मरकरी और सिल्वर।
सी। प्रतिक्रिया अवरोधन - एक अन्य तरीका जिससे चयापचय मार्ग को नियंत्रित किया जा सकता है, प्रतिक्रिया अवरोधक है। यह तब होता है जब एक चयापचय पथ में अंतिम उत्पाद मार्ग की शुरुआत में एक एंजाइम को बांधता है। यह प्रक्रिया चयापचय मार्ग को रोकती है और इसलिए अंतिम उत्पाद के आगे संश्लेषण को रोकती है जब तक कि अंतिम उत्पाद एकाग्रता कम नहीं हो जाती। अंत उत्पाद की सांद्रता जितनी अधिक होती है, चयापचय पथ उतना ही तेज होता है।
