Metabolizam predstavlja skup svih kemijskih reakcija u organizmu koje u konačnici služe održanju života. Za odvijanje životnih funkcija organizmu je potreban stalni dotok energije. Katabolizmom, odnosno kataboličkim reakcijama nazivamo one reakcije kojima dobivamo jednostavne molekule za izgradnju i održavanje staničnih struktura, te energiju za različite aktivnosti stanice. Anabolizam je skup biosintetskih reakcija koje služe izgradnji staničnih makromolekula i sustava, a za to troše energiju dobivenu kataboličkim reakcijama. Metaboličke reakcije grupirane su u nizove kemijskih reakcija koje se sukcesivno odvijaju prema krajnjem produktu a nazivamo ih metabolički putevi.
Organizme koji ovise o vanjskom izvoru organskih tvari nazivamo heterotrofnim organizmima. Za razliku od njih, autotrofni organizmi su sposobni sami proizvesti organske molekule potrebne kao izvor energije i za izgradnju vlastitog organizma.
STHG
G u kemijskim reakcijama ovisi o prirodi reaktanata (G0) i njihovim koncentracijama.
Usmjereni tok metaboličkih reakcija omogućava:
-Koncentracija reaktanata
- Povezivanje egzergonih i endergonih reakcija
ba
dc
BcAc
DdCcRTGG
)(.)(
)(.)(ln0
aA + bB cC + dD
A B G0' = +20 kJ/mol (1) ATP ADP + Pi G0' = -37 kJ/mol (2) ako su gornje reakcije povezane: A + ATP B + ADP + Pi G0' = -17 kJ/mol (3)
Organizacija metabolizma i regulacijski mehanizmi :
1.Metabolička specijalizacija organa, tkiva i stanica
2. Postojanje staničnih odjeljaka
3. Membrana
4. Enzimi
5. Regulacija hormonima
6. Mali broj vrsta kemijskih reakcija
7. Mehanizam tih kemijskih reakcija je vrlo jednostavan
CH3
C O
COO- H+ CO2
CH3
C O
HH+ +
NADH NAD+
CH3
C OH
H
H
piruvat acetaldehid etanol
CH3
C O
COO- NADH+ + H+NAD+
C HOH
piruvat laktat
CH3
COO-
glukoza, fruktozaGLIKOLIZA
dihidroksiaceton-fosfat gliceraldehid-3-fosfat
NAD+ + Pi
NADH + H+
1,3-difosfoglicerat
NAD+
NADH + H+
fosfoglicerat
H2O
H3PO4
glicerol
GL
IKO
LIZ
A
piruvat
NADH NAD+
H+
sukcinat fumarat
H+
H+H+
H+
e-
e-
e-
e-e-
O2
2H2O
H+
H+
matriks
citosol
ADP + Pi ATP
I II
III IV
Qcit.
AT
P sin
.