ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

 

  Совокупность процессов и реакций, протекающих в живой  клетке и лежащих в основе ее жизнедеятельности, называют обменом веществ. В обмене веществ участвуют также простые химические компоненты клетки как сахара (например, глюкоза, рибоза и их фосфорилированные формы, например, глюкоза–6–фосфат), органические кислоты, являющиеся промежуточными продуктами реакций распада и синтеза (например, уксусная кислота, янтарная кислота), аминокислоты, азотистые основания (например, урацил, аденин).

  Обмен веществ представляет совокупность ферментативных реакций. Основные участники, регуляторы и катализаторы процессов обмена веществ – полимерные молекулы: полипептиды (белки), полинуклеотиды (нуклеиновые кислоты), полисахариды. Важнейшие участники обмена веществ–макроэргические соединения, освобождающие при гидролитическом расщеплении значительное количество  свободной  энергии. Именно эти соединения обеспечивают сопряжения процессов катаболизма, вырабатывающих энергию, и процессов анаболизма, потребляющих энергию. Важнейшее макроэргическое соединение–аденозинтрифосфат АТФ. Подобно тому, как АТФ играет центральную роль в энергетическом обмене клетки посредством реакций фосфорилирования, коферменты НАД и НАДФ выполняют ключевую функцию в окислительно – восстановительных реакциях. Биологическое значение этих реакций заключается в том, что вся энергия в клетке, используемая для синтеза, транспорта ионов, механических сокращений и т.д., это – либо энергия восстановления, либо энергия фосфорилирования.

  В основе организации метаболизма лежат такие принципы, как использование лестницы небольших, капельных, изменений энергии в ходе реакций, их организованность, обратимость большинства метаболических процессов (например –пентозофосфатный путь, цикл трикарбоновых кислот).

  Весь клеточный метаболизм можно представить в виде нескольких этапов: I) распад сложных соединений до простых (белки–аминокислоты, полисахариды–моносахара), II) образование нескольких ключевых метаболитов (ацетил–КоА), III) образование субстратов,  включающихся в реакцию окислительного фосфорилирования и образование восстановительных эквивалентов, IV) окислительное фосфорилирование (синтез АТФ).