Metabolismväg

Metabolismväg är en sekvens av enzymatiska reaktioner som omvandlar ett substrat till en eller flera slutprodukter i en cell. Varje steg katalyseras av ett specifikt enzym, och mellanprodukterna fungerar som substrat i nästa steg. Vägarna utgör nätverk som överför energi och byggstenar för cellens underhåll, tillväxt och svar på omgivningen.

En metabolismväg kan ligga i olika cellmiljöer, till exempel cytosolen eller i organeller som mitokondrier och andra membranbegränsade strukturer. Många vägar är sammankopplade i större metaboliska nätverk där slutprodukten av en väg används som substrat i en annan.

Vägarna klassificeras ofta som katabola eller anabola. Katabola vägar bryter ned molekyler och frigör energi och reduktionsmedel; anabola vägar bygger upp biomolekyler och kräver energi. Vägarna är kopplade via gemensamma intermediärer och energiformer som ATP, NADH och NADPH.

Reglering sker huvudsakligen på enzymnivå genom allosterisk kontroll, återkopplingsinhibition och kovalenta modifieringar, samt genom förändringar i cellens energitillstånd och näringsstatus. Denna reglering gör att flödet genom vägarna anpassas till cellens behov.

Centra metabolismvägar inkluderar glykolys, citronsyracykeln och elektrontransportkedjan, som tillsammans omvandlar glukos till ATP och reducerade koenzymer samt tillgångar för biosyntes. Metabolit-flödesanalys och isotopspårning används inom systembiologi för att studera hur vägarna fungerar i praktiken.

Betydelse och tillämpningar: förståelse av metabolismvägar är central för medicinsk forskning, sjukdomar som diabetes och cancer, och inom bioteknik, där vägar optimeras för läkemedelsproduktion eller bioproduktion.