A metabolizmus

A sejtek működéséhez energiára van szükség, amely energiát tápanyagfelvétellel fedezik. A tápanyagot megemésztik, lebontják és a fel nem használt, felesleges anyagokat kiürítik. A tápanyagfelvételtől a tápanyagleadásig tartó biokémiai folyamatok összességét nevezzük metabolizmusnak. A metabolizmusnak két divízióját különítjük el:

• Katabolizmus: Lebontó, oxidatív folyamatok. Exergonikusak, tehát szabadenergiacsökkenéssel járnak, spontán mennek végbe.

• Anabolizmus: Felépítő, reduktív folyamatok. Endergonikusak, tehát szabadenergianövekedéssel járnak, önmaguktól nem mennek végbe.

Itt érdemes megemlíteni, hogy egy exergonikus reakció a szervezetben uralkodó körülmények között nem jelent önmagától lezajló folyamatot, ugyanis ezen reakcióknak kinetikai korlátai vannak. Ez pedig a magas aktiválási energia. A metabolitikus folyamatokhoz ezért mindig enzimre van szükséges, amely az aktiválási energiát csökkentve növeli a reakciósebességet.

Kapcsolt reakciók elve

Az endergonikus reakciók önmaguktól sohasem mennek végbe, még enzimmel sem. Erre megoldás a kapcsoltság. Egy exergonikus reakció során felszabaduló energia fedezni tudja egy endergonikus reakció energiaigényét, ezáltal a nettó szabadenergiaváltozás negatív. A legtöbb anyagcserefolyamat kapcsolt. Például a citrátkörben végbemenő egyik folyamat:

• exergonikus reakció: szukcinil-koA + víz = szukcinát + koA
• endergonikus reakció: GDP + P = GTP

A szukcinil-koA hidrolíziséből felszabaduló energia fedezni tudja a GDP foszforillációját.