Metaboliareittien

Metaboliareitit ovat solujen biokemiallisten reaktioiden verkosto, jonka kautta metaboliitit muunnetaan toisikseen ja ohjataan solun energiantarpeen sekä rakennusaineiden saannin tarpeisiin. Reitit muodostavat kokonaisuuden, jossa keskimetabolian reitit ovat kytköksissä toisiinsa ja laajemmin erikoistuneisiin biosynteesireitteihin. Reittiverkostoja voidaan tarkastella sekä solun sisäisenä kokonaisuutena että suurempina verkostoina, joissa regulaatio ja ajoitus vaikuttavat virtaussuuntaan.

Keskeisiin reitteihin kuuluvat glykolyysi, sitruunahappokierto sekä pentoso-fosfaattireitti, joista syntyy soluille välttämättömät energianlähteet ja rakennusaineet. Reitit muodostuvat moduuleista, joilla on säätelypisteitä ja yhteisiä kerroksia; niiden toiminta riippuu solun tilasta. Siirtoreitit ja organellien välinen aineiden kuljetus vaikuttavat siihen, miten nopeasti ja mihin suuntaan metaboliitit virtaavat.

Metaboliareittien säätely on monimutkaista ja tapahtuu sekä nopeasti allosteerisella säädöllä että hitaammin transkriptio- ja entsyymi-tasoilla. Reittiverkostot reagoivat ympäristön oloihin, kuten ravinnon saatavuuteen, stressiin ja kehitysvaiheeseen. Solut voivat myös muuttaa reittien käyttöä kudosten erityisissä toimissa.

Tutkimuksessa metaboliareittejä kartoitetaan metabolomiikan, isotooppijäljityksen sekä genomitasoisten metabolisten mallien avulla. Näiden avulla voidaan ymmärtää sairauksia, kuten aineenvaihduntahäiriöitä ja syöpää, sekä tukea bioteknologian tuotanto- ja optimointiprosesseja.