Metabolizma, canlı hücrelerde meydana gelen tüm kimyasal reaksiyonları ifade eder. Hücrelerde sayısız kimyasal reaksiyon meydana gelir ve organizmaların tüm eylemlerinden sorumludur. Bu reaksiyonlar birlikte bir organizmanın metabolizmasını oluşturur.
Bu reaksiyonlarda yer alan kimyasallara metabolitler denir.
Tüm reaksiyonlarda:
Bir kimyasal reaksiyon gerçekleştiğinde, enerji ya alınır ya da serbest bırakılır. Bu, kopan bağların ve oluşan bağların göreli güçlerine bağlıdır.
Eksergonik bir reaksiyonda , çevreye enerji salınır. Oluşan bağlar, kopan bağlardan daha güçlüdür.
Endergonik bir reaksiyonda , çevreden enerji emilir. Oluşan bağlar, kopan bağlardan daha zayıftır.
Hücrede iki tür metabolik reaksiyon gerçekleşir:
Anabolik reaksiyonlar enerji tüketir. Endergoniktirler. Bir anabolik reaksiyonda küçük moleküller birleşerek daha büyük moleküller oluşturur. Örneğin,
Katabolik reaksiyonlar enerji verir. Eksergoniktirler. Katabolik bir reaksiyonda büyük moleküller daha küçük moleküllere ayrılır. Örneğin
Solunumda glikoz oksijenle birleşir ve kullanılabilir enerji, karbondioksit ve su açığa çıkarır. Bu kullanılabilir enerji, ATP (adenosin trifosfat) adı verilen bir bileşikte depolanır. ATP, bir organizmanın tüm hücreleri tarafından bizi hayatta tutan ikincil reaksiyonlara güç sağlamak için kullanılan güç molekülüdür. ATP, katabolizma ve anabolizmi birbirine bağlayan kimyasal bir enerji nükleotididir.
Amfibolik yol - Hem anabolik hem de katabolik süreçlere hizmet eden bir biyokimyasal yola amfibolik yol denir. Amfibolik yolun önemli bir örneği, hem karbonhidratların ve yağ asitlerinin katabolizmasını hem de amino asit sentezi için anabolik öncüllerin sentezini içeren Krebs döngüsüdür.
İhtiyaç duyulmayan bir son ürünün oluşumunu durdurmak için tüm metabolik yolların düzenlenmesi ve kontrol edilmesi gerekir. Hücre, belirli bir enzimin varlığı veya yokluğu ile metabolik bir yolu kontrol edebilir. Enzimler, işlevi hücrelerdeki çoğu kimyasal reaksiyonu kolaylaştırmak veya başka şekilde hızlandırmak olan özel protein molekülleridir. Onlar sadece biyolojik katalizörlerdir.
Farklı kimyasallar enzim aktivitesini etkileyebilir. İnhibitörler, bir enzimin substratına bağlanmasını durdurmak için kullanılabilir. Sonuç olarak, inhibitörler bir metabolik yolun ilerlemesini doğrudan kontrol edebilir.
Üç tür inhibisyon vardır:
a. Rekabetçi inhibisyon - Bu, bir inhibitör molekülü enzimin aktif bölgesine bağlandığında ve substratın bağlanmasını durdurduğunda meydana gelir. Benzer bir moleküler şekle sahip oldukları için substrat ile rekabet edebilirler. Örnek: sarin
b. Rekabetçi olmayan inhibisyon - Bu, bir inhibitör aktif bölgeye bağlanmadığında, ancak enzimin farklı bir kısmına bağlandığında ve aktif bölge şeklini değiştirdiğinde meydana gelir. Bu, substratın enzime bağlanmasını durdurur ve reaksiyon süresini azaltır. Rekabetçi olmayan inhibisyon, substrat konsantrasyonu artırılarak tersine çevrilemez. Örnek: siyanür, cıva ve gümüş.
c. Geri bildirim inhibisyonu – Metabolik bir yolun kontrol edilebilmesinin başka bir yolu da geri bildirim inhibisyonudur. Bu, metabolik yoldaki son ürünün yolun başlangıcındaki bir enzime bağlanmasıdır. Bu işlem metabolik yolu durdurur ve böylece son ürün konsantrasyonu azalana kadar son ürünün daha fazla sentezini engeller. Nihai ürünün konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, metabolik yol o kadar hızlı durur.
