Metaboliten

Metaboliten sind chemische Verbindungen, die im Verlauf des Stoffwechsels in Organismen entstehen, umgebaut oder abgebaut werden. Sie umfassen Zwischen- und Endprodukte zentraler Stoffwechselwege und dienen vielen Funktionen, darunter Energiegewinnung, Strukturaufbau, Signalübertragung und Regulation einzelner Prozesse. Metaboliten können sowohl innerorganismisch produziert als auch von außen aufgenommen werden.

Man unterscheidet primäre und sekundäre Metaboliten. Primäre Metaboliten sind notwendig für Wachstum, Vermehrung und Grundfunktionen des Lebens und umfassen Kohlenhydrate, Aminosäuren, Nukleotide und Fettsäuren, die in zentralen Stoffwechselwegen wie Glykolyse, Zitronensäurezyklus und Fettsäurebiosynthese beteiligt sind. Sekundäre Metaboliten sind oft nicht direkt am Wachstumsprozess beteiligt, treten vesionär auf und erfüllen spezialisierte Rollen wie Abwehr, Konkurrenzhemmung oder ökologische Interaktionen. Beispiele sind Alkaloide, Terpenoide, Flavonoide sowie verschiedene Antibiotika und weitere bioaktive Verbindungen. Ihre Vorkommen ist häufig artspezifisch.

Metaboliten können endogen entstehen oder durch Nahrung, Umweltbedingungen oder Mikroorganismen aufgenommen werden (Xenobiotika). Die Untersuchung des Metaboloms, also der Gesamtheit aller Metaboliten eines Systems, dient der Identifikation von Biomarkern, dem Verständnis von Stoffwechselwegen und der Optimierung von Produktion oder Gesundheit. Analytische Methoden wie Massenspektrometrie und Kernspinresonanzspektroskopie ermöglichen qualitative und quantitative Analysen sowie das Profiling von Stoffwechselnetzwerken. Anwendungen finden sich in Medizin, Pharmazie, Landwirtschaft und Umweltforschung.