Ausgangsmetaboliten

Ausgangsmetaboliten (engl. precursor metabolites) sind zentrale metabolische Zwischenprodukte, die als Bausteine und Vorstufen für die Biosynthese von Biomolekülen dienen. Sie entstehen vor allem in der Glykolyse, dem Citratzyklus (TCA) und dem Pentosephosphatweg und unterscheiden sich von Energieträgern wie ATP oder NADH sowie von Endprodukten des Stoffwechsels. Die Gruppe umfasst Schlüsselverbindungen, die als Ausgangsbasis für Aminosäuren, Nukleotide, Lipide und Kohlenhydrate dienen.

Typische Beispiele sind Pyruvat, Acetyl-CoA, Oxalacetat, α-Ketoglutarat und Succinyl-CoA aus zentralen Wegen, sowie Phosphoenolpyruvat, Glycerinaldehyd-3-phosphat und 3-Phosphoglycerat als Glykolysezwischenstufen. Aus dem Pentosephosphatweg stammen Ribose-5-phosphat, Erythrose-4-phosphat und Sedoheptulose-7-phosphat, die Grundbausteine für Nukleotide liefern.

Bedeutung: Diese Metaboliten dienen dem Aufbau von Aminosäuren (zum Beispiel Oxalacetat für die Aspartat-Familie, α-Ketoglutarat für die Glutamat-Familie), Nukleotiden (Ribose-5-phosphat liefert Zuckerbausteine), Lipiden und Kohlenhydraten. Sie können durch anaplerotische Reaktionen wie Pyruvat-Carboxylase oder Transaminasen in Biosynthesen eingeschleust werden, wodurch der Fluss zwischen catabolischen und anabolischen Pfaden gesteuert wird. Das Verständnis der Ausgangsmetaboliten unterstützt die Modellierung des Zellwachstums und die gezielte Beeinflussung stoffwechselbiologischer Systeme.