stringtranslate.com

Метаболизм

Упрощенный взгляд на клеточный метаболизм
Структура аденозинтрифосфата (АТФ), центрального промежуточного продукта энергетического обмена.

Обмен веществ ( / m ə ˈ t æ b ə l ɪ z ə m / , от греческого : μεταβολή Metabolē , «изменение») — совокупность поддерживающих жизнь химических реакций в организмах . Тремя основными функциями метаболизма являются: преобразование энергии пищи в энергию , доступную для запуска клеточных процессов; превращение пищи в строительные блоки белков , липидов , нуклеиновых кислот и некоторых углеводов ; и устранение метаболических отходов . Эти катализируемые ферментами реакции позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и реагировать на окружающую среду. Слово метаболизм может также относиться к сумме всех химических реакций, происходящих в живых организмах, включая пищеварение и транспортировку веществ в различные клетки и между ними, и в этом случае описанный выше набор реакций внутри клеток называется промежуточным (или промежуточным). ) обмен веществ.

Метаболические реакции можно разделить на катаболические – расщепление соединений (например, глюкозы до пирувата в результате клеточного дыхания ); или анаболический – накопление ( синтез ) соединений (таких как белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты). Обычно катаболизм высвобождает энергию, а анаболизм ее потребляет.

Химические реакции метаболизма организованы в метаболические пути , в которых одно химическое вещество посредством ряда стадий превращается в другое химическое вещество, причем каждый этап обеспечивается определенным ферментом . Ферменты имеют решающее значение для метаболизма, поскольку они позволяют организмам запускать желаемые реакции, которые требуют энергии и не происходят сами по себе, связывая их со спонтанными реакциями , высвобождающими энергию. Ферменты действуют как катализаторы – они позволяют реакции протекать быстрее – а также позволяют регулировать скорость метаболической реакции, например, в ответ на изменения в клеточной среде или на сигналы от других клеток.

Система обмена веществ конкретного организма определяет, какие вещества он найдет питательными , а какие ядовитыми . Например, некоторые прокариоты используют в качестве питательного вещества сероводород , однако этот газ ядовит для животных. [1] Скорость основного обмена веществ в организме является мерой количества энергии, потребляемой всеми этими химическими реакциями.

Поразительной особенностью метаболизма является сходство основных метаболических путей у совершенно разных видов. [2] Например, набор карбоновых кислот , которые наиболее известны как промежуточные соединения в цикле лимонной кислоты , присутствуют во всех известных организмах и встречаются у таких разнообразных видов, как одноклеточная бактерия Escherichia coli и огромные многоклеточные организмы, такие как слоны . [3] Эти сходства в метаболических путях, вероятно, связаны с их ранним появлением в истории эволюции , а их сохранение, вероятно, связано с их эффективностью . [4] [5] При различных заболеваниях, таких как диабет II типа , метаболический синдром и рак , нормальный обмен веществ нарушается. [6] Метаболизм раковых клеток также отличается от метаболизма нормальных клеток, и эти различия можно использовать для поиска мишеней для терапевтического вмешательства при раке. [7]

Ключевые биохимические вещества

Структура липида триацилглицерина
Это диаграмма, изображающая большой набор метаболических путей человека. [ нужна ссылка на изображение ]

Большинство структур, из которых состоят животные, растения и микробы, состоят из четырех основных классов молекул : аминокислот , углеводов , нуклеиновых кислот и липидов (часто называемых жирами ). Поскольку эти молекулы жизненно важны для жизни, метаболические реакции либо направлены на создание этих молекул во время строительства клеток и тканей, либо на их расщепление и использование для получения энергии путем их переваривания. Эти биохимические вещества можно соединить, образуя полимеры , такие как ДНК и белки , важные макромолекулы жизни. [8]

Аминокислоты и белки

Белки состоят из аминокислот , расположенных в линейную цепь, соединенную пептидными связями . Многие белки представляют собой ферменты , катализирующие химические реакции обмена веществ. Другие белки выполняют структурные или механические функции, например, те, которые формируют цитоскелет — систему каркаса , поддерживающую форму клетки. [9] Белки также важны для передачи сигналов в клетках , иммунных реакций , клеточной адгезии , активного транспорта через мембраны и клеточного цикла . [10] Аминокислоты также способствуют клеточному энергетическому метаболизму, обеспечивая источник углерода для вступления в цикл трикарбоновых кислот ( цикл трикарбоновых кислот ), [11] особенно когда первичный источник энергии, такой как глюкоза , недостаточен, или когда клетки подвергаться метаболическому стрессу. [12]

Липиды

Липиды представляют собой наиболее разнообразную группу биохимических веществ. Их основное структурное применение - это часть биологических мембран, как внутренних, так и внешних, таких как клеточная мембрана . [10] Их химическая энергия также может быть использована. Липиды — это полимеры жирных кислот , которые содержат длинную неполярную углеводородную цепь с небольшой полярной областью, содержащей кислород . Липиды обычно определяют как гидрофобные или амфипатические биологические молекулы, но они растворяются в органических растворителях, таких как этанол , бензол или хлороформ . [13] Жиры представляют собой большую группу соединений, содержащих жирные кислоты и глицерин ; Молекула глицерина, присоединенная к трем жирным кислотам сложноэфирными связями, называется триацилглицеридом . [14] Существует несколько вариаций этой базовой структуры, включая основные цепи, такие как сфингозин в сфингомиелине , и гидрофильные группы, такие как фосфат, как в фосфолипидах . Стероиды , такие как стерол, являются еще одним важным классом липидов. [15]

Углеводы

Глюкоза может существовать как в линейной, так и в кольцевой форме.

Углеводы — это альдегиды или кетоны со многими присоединенными гидроксильными группами, которые могут существовать в виде прямых цепей или колец. Углеводы являются наиболее распространенными биологическими молекулами и выполняют многочисленные функции, такие как хранение и транспортировка энергии ( крахмал , гликоген ) и структурных компонентов ( целлюлоза у растений, хитин у животных). [10] Основные углеводные единицы называются моносахаридами и включают галактозу , фруктозу и, что наиболее важно, глюкозу . Моносахариды могут соединяться вместе с образованием полисахаридов практически неограниченным количеством способов. [16]

Нуклеотиды

Две нуклеиновые кислоты, ДНК и РНК , представляют собой полимеры нуклеотидов . Каждый нуклеотид состоит из фосфата, присоединенного к сахарной группе рибозы или дезоксирибозы , которая присоединена к азотистому основанию . Нуклеиновые кислоты имеют решающее значение для хранения и использования генетической информации, а также ее интерпретации посредством процессов транскрипции и биосинтеза белка . [10] Эта информация защищена механизмами репарации ДНК и распространяется посредством репликации ДНК . Многие вирусы имеют геном РНК , например, ВИЧ , который использует обратную транскрипцию для создания матрицы ДНК из своего вирусного РНК-генома. [17] РНК в рибозимах , таких как сплайсосомы и рибосомы , аналогична ферментам, поскольку может катализировать химические реакции. Отдельные нуклеозиды получаются путем присоединения нуклеинового основания к сахару рибозе . Эти основания представляют собой гетероциклические кольца, содержащие азот, классифицируемые как пурины или пиримидины . Нуклеотиды также действуют как коферменты в реакциях метаболического переноса группы. [18]

Коэнзимы

Структура кофермента ацетил -КоА . Переносимая ацетильная группа связана с атомом серы в крайнем левом положении.

Метаболизм включает в себя широкий спектр химических реакций, но большинство из них подпадают под несколько основных типов реакций, которые включают перенос функциональных групп атомов и их связей внутри молекул. [19] Эта общая химия позволяет клеткам использовать небольшой набор метаболических промежуточных продуктов для переноса химических групп между различными реакциями. [18] Эти промежуточные соединения группового переноса называются коферментами . Каждый класс реакций группового переноса осуществляется определенным коферментом, который является субстратом для набора ферментов, его продуцирующих, и набора ферментов, его потребляющих. Таким образом, эти коферменты непрерывно производятся, потребляются и затем перерабатываются. [20]

Одним из центральных коферментов является аденозинтрифосфат (АТФ), энергетическая валюта клеток. Этот нуклеотид используется для передачи химической энергии между различными химическими реакциями. В клетках содержится лишь небольшое количество АТФ, но, поскольку он постоянно регенерируется, человеческий организм может использовать АТФ примерно в своем весе в день. [20] АТФ действует как мост между катаболизмом и анаболизмом . Катаболизм разрушает молекулы, а анаболизм соединяет их. Катаболические реакции генерируют АТФ, а анаболические реакции его потребляют. Он также служит переносчиком фосфатных групп в реакциях фосфорилирования . [21]

Витамин — это органическое соединение , необходимое в небольших количествах, которое не может вырабатываться в клетках. В питании человека большинство витаминов после модификации действуют как коферменты; например, все водорастворимые витамины фосфорилируются или связываются с нуклеотидами, когда они используются в клетках. [22] Никотинамидадениндинуклеотид (НАД + ), производное витамина В3 ( ниацина ) , является важным коферментом, действующим как акцептор водорода. Сотни отдельных типов дегидрогеназ отрывают электроны от своих субстратов и восстанавливают НАД + в НАДН. Эта восстановленная форма кофермента затем становится субстратом для любой редуктазы в клетке, которой необходимо переносить атомы водорода на свои субстраты. [23] Никотинамидадениндинуклеотид существует в клетке в двух родственных формах: НАДН и НАДФН. Форма НАД + /НАДН более важна в катаболических реакциях, тогда как НАДФ + /НАДФН используется в анаболических реакциях. [24]

Строение железосодержащего гемоглобина . Белковые субъединицы выделены красным и синим цветом, а железосодержащие гемовые группы — зеленым. Из PDB : 1GZX .

Минерал и кофакторы

Неорганические элементы играют решающую роль в обмене веществ; некоторые из них присутствуют в изобилии (например, натрий и калий ), тогда как другие действуют при незначительных концентрациях. Около 99% массы тела человека составляют элементы углерод , азот , кальций , натрий , хлор , калий , водород , фосфор , кислород и сера . Органические соединения (белки, липиды и углеводы) содержат большую часть углерода и азота; большая часть кислорода и водорода присутствует в виде воды. [25]

Обильные неорганические элементы действуют как электролиты . Наиболее важными ионами являются натрий , калий , кальций , магний , хлорид , фосфат и органический ион бикарбонат . Поддержание точного ионного градиента через клеточные мембраны поддерживает осмотическое давление и pH . [26] Ионы также имеют решающее значение для функции нервов и мышц , поскольку потенциалы действия в этих тканях возникают в результате обмена электролитами между внеклеточной жидкостью и клеточной жидкостью, цитозолем . [27] Электролиты входят и покидают клетки через белки клеточной мембраны, называемые ионными каналами . Например, сокращение мышц зависит от движения кальция, натрия и калия через ионные каналы в клеточной мембране и Т-канальцах . [28]

Переходные металлы обычно присутствуют в организмах в виде микроэлементов , причем наиболее распространены цинк и железо . [29] Кофакторы металлов прочно связаны со специфическими участками белков; хотя кофакторы ферментов могут быть модифицированы в ходе катализа, они всегда возвращаются в исходное состояние к концу катализируемой реакции. Металлические микроэлементы попадают в организм с помощью специфических переносчиков и связываются с запасными белками, такими как ферритин или металлотионеин, когда они не используются. [30] [31]

Катаболизм

Катаболизм – это совокупность метаболических процессов, которые расщепляют крупные молекулы. К ним относятся расщепление и окисление молекул пищи. Целью катаболических реакций является обеспечение энергией и компонентами, необходимыми для анаболических реакций, в ходе которых строятся молекулы. [32] Точная природа этих катаболических реакций различается от организма к организму, и организмы можно классифицировать на основе источников энергии, водорода и углерода (их основных пищевых групп ), как показано в таблице ниже. Органические молекулы используются органотрофами в качестве источника атомов водорода или электронов , тогда как литотрофы используют неорганические субстраты. В то время как фототрофы преобразуют солнечный свет в химическую энергию , [33] хемотрофы зависят от окислительно-восстановительных реакций, которые включают перенос электронов от восстановленных молекул-доноров, таких как органические молекулы , водород , сероводород или ионы железа, на кислород , нитрат или сульфат . У животных в этих реакциях участвуют сложные органические молекулы , которые расщепляются до более простых молекул, таких как углекислый газ и вода. Фотосинтезирующие организмы, такие как растения и цианобактерии , используют аналогичные реакции переноса электронов для хранения энергии, поглощаемой от солнечного света. [34]

Наиболее распространенный набор катаболических реакций у животных можно разделить на три основные стадии. На первом этапе крупные органические молекулы, такие как белки , полисахариды или липиды , расщепляются на более мелкие компоненты вне клеток. Затем эти более мелкие молекулы поглощаются клетками и превращаются в более мелкие молекулы, обычно в ацетил-коэнзим А (ацетил-КоА), который высвобождает некоторое количество энергии. Наконец, ацетильная группа ацетил-КоА окисляется до воды и углекислого газа в цикле лимонной кислоты и цепи переноса электронов , высвобождая больше энергии при одновременном восстановлении кофермента никотинамидадениндинуклеотида (НАД + ) до НАДН. [32]

Пищеварение

Макромолекулы не могут быть непосредственно переработаны клетками. Макромолекулы должны быть разбиты на более мелкие единицы, прежде чем их можно будет использовать в клеточном метаболизме. Для переваривания этих полимеров используются различные классы ферментов. Эти пищеварительные ферменты включают протеазы , которые расщепляют белки на аминокислоты, а также гликозидгидролазы , которые расщепляют полисахариды на простые сахара, известные как моносахариды . [36]

Микробы просто выделяют пищеварительные ферменты в окружающую среду, [37] [38] в то время как животные выделяют эти ферменты только из специализированных клеток кишечника , включая желудок и поджелудочную железу , а также слюнных желез . [39] Аминокислоты или сахара, высвобождаемые этими внеклеточными ферментами, затем перекачиваются в клетки с помощью активных транспортных белков. [40] [41]

Упрощенная схема катаболизма белков , углеводов и жиров [ необходима ссылка на изображение ]

Энергия из органических соединений

Катаболизм углеводов – это распад углеводов на более мелкие единицы. Углеводы обычно попадают в клетки после того, как они перевариваются до моносахаридов . [42] Попав внутрь, основным путем распада является гликолиз , при котором сахара, такие как глюкоза и фруктоза , превращаются в пируват и образуется некоторое количество АТФ. [43] Пируват является промежуточным продуктом в нескольких метаболических путях, но большая его часть превращается в ацетил-КоА посредством аэробного (с кислородом) гликолиза и поступает в цикл лимонной кислоты . Хотя в цикле лимонной кислоты образуется еще немного АТФ, наиболее важным продуктом является НАДН, который образуется из НАД + при окислении ацетил-КоА. В результате этого окисления в качестве побочного продукта выделяется углекислый газ . В анаэробных условиях гликолиз производит лактат с помощью фермента лактатдегидрогеназы , повторно окисляющего НАДН до НАД+ для повторного использования в гликолизе. [44] Альтернативным путем расщепления глюкозы является пентозофосфатный путь , который восстанавливает кофермент НАДФН и производит пентозные сахара, такие как рибоза , сахарный компонент нуклеиновых кислот . [ нужна цитата ]

Карта путей катаболизма углерода для получения свободной энергии, включая углеводные и липидные источники энергии.

Жиры катаболизируются путем гидролиза до свободных жирных кислот и глицерина. Глицерин вступает в гликолиз, а жирные кислоты расщепляются путем бета-окисления с высвобождением ацетил-КоА, который затем поступает в цикл лимонной кислоты. Жирные кислоты при окислении выделяют больше энергии, чем углеводы. Стероиды также расщепляются некоторыми бактериями в процессе, аналогичном бета-окислению, и этот процесс распада включает в себя высвобождение значительных количеств ацетил-КоА, пропионил-КоА и пирувата, которые могут использоваться клеткой для получения энергии. M.tuberculosis также может расти на липидном холестерине как единственном источнике углерода, и было подтверждено, что гены, участвующие в пути использования холестерина, важны на различных стадиях жизненного цикла инфекции M.tuberculosis . [45]

Аминокислоты либо используются для синтеза белков и других биомолекул, либо окисляются до мочевины и углекислого газа для производства энергии. [46] Путь окисления начинается с удаления аминогруппы трансаминазой . Аминогруппа подается в цикл мочевины , оставляя дезаминированный углеродный скелет в виде кетокислоты . Некоторые из этих кетокислот являются промежуточными продуктами цикла лимонной кислоты, например α- кетоглутарат, образующийся при дезаминировании глутамата . [47] Глюкогенные аминокислоты также могут превращаться в глюкозу посредством глюконеогенеза (обсуждается ниже). [48]

Энергетические преобразования

Окислительного фосфорилирования

При окислительном фосфорилировании электроны, удаленные от органических молекул в таких областях, как цикл лимонной кислоты, передаются кислороду, а высвободившаяся энергия используется для производства АТФ. У эукариот это осуществляется с помощью ряда белков в мембранах митохондрий, называемых цепью переноса электронов . У прокариот эти белки находятся во внутренней мембране клетки . [49] Эти белки используют энергию восстановленных молекул, таких как НАДН, для перекачки протонов через мембрану. [50]

Механизм АТФ-синтазы . АТФ показан красным, АДФ и фосфат — розовым, а субъединица вращающегося стебля — черным.

Выкачивание протонов из митохондрий создает разницу в концентрации протонов на мембране и создает электрохимический градиент . [51] Эта сила заставляет протоны возвращаться в митохондрии через основу фермента, называемого АТФ-синтазой . Поток протонов заставляет субъединицу стебля вращаться, в результате чего активный центр синтазного домена меняет форму и фосфорилирует аденозиндифосфат  , превращая его в АТФ. [20]

Энергия из неорганических соединений

Хемолитотрофия — тип метаболизма, обнаруженный у прокариот , при котором энергия получается за счет окисления неорганических соединений . Эти организмы могут использовать водород , [52] восстановленные соединения серы (такие как сульфид , сероводород и тиосульфат ), [1] двухвалентное железо (Fe(II)) [53] или аммиак [54] в качестве источников восстановительной способности и они приобретают энергию от окисления этих соединений. [55] Эти микробные процессы играют важную роль в глобальных биогеохимических циклах, таких как ацетогенез , нитрификация и денитрификация , и имеют решающее значение для плодородия почвы . [56] [57]

Энергия света

Энергию солнечного света улавливают растения , цианобактерии , пурпурные бактерии , зеленые серобактерии и некоторые протисты . Этот процесс часто сочетается с преобразованием углекислого газа в органические соединения как часть фотосинтеза, который обсуждается ниже. Однако системы захвата энергии и фиксации углерода могут работать у прокариот отдельно, поскольку пурпурные бактерии и зеленые серные бактерии могут использовать солнечный свет в качестве источника энергии, переключаясь при этом между фиксацией углерода и ферментацией органических соединений. [58] [59]

У многих организмов захват солнечной энергии в принципе аналогичен окислительному фосфорилированию, поскольку предполагает сохранение энергии в виде градиента концентрации протонов. Эта движущая сила протонов затем управляет синтезом АТФ. [60] Электроны, необходимые для управления этой цепью переноса электронов, поступают из светособирающих белков, называемых фотосинтетическим реакционным центром . Реакционные центры подразделяются на два типа в зависимости от природы присутствующего фотосинтетического пигмента : большинство фотосинтезирующих бактерий имеют только один тип, а растения и цианобактерии - два. [61]

У растений, водорослей и цианобактерий фотосистема II использует энергию света для удаления электронов из воды, выделяя кислород в качестве побочного продукта. Затем электроны переходят к комплексу цитохрома b6f , который использует свою энергию для перекачки протонов через тилакоидную мембрану в хлоропласте . [34] Эти протоны движутся обратно через мембрану, управляя АТФ-синтазой, как и раньше. Электроны затем проходят через фотосистему I и затем могут быть использованы для восстановления кофермента НАДФ + . [62] Этот кофермент может участвовать в цикле Кальвина , который обсуждается ниже, или перерабатываться для дальнейшей генерации АТФ. [ нужна цитата ]

Анаболизм

Анаболизм – это совокупность конструктивных метаболических процессов, при которых энергия, выделяемая в результате катаболизма, используется для синтеза сложных молекул. В общем, сложные молекулы, составляющие клеточные структуры, строятся шаг за шагом из более мелких и простых предшественников. Анаболизм включает три основные стадии. Во-первых, производство предшественников, таких как аминокислоты , моносахариды , изопреноиды и нуклеотиды , во-вторых, их активация в реактивные формы с использованием энергии АТФ и, в-третьих, сборка этих предшественников в сложные молекулы, такие как белки , полисахариды , липиды и нуклеиновые кислоты. . [63]

Анаболизм у организмов может быть различным в зависимости от источника образования молекул в их клетках. Автотрофы, такие как растения, могут создавать в своих клетках сложные органические молекулы, такие как полисахариды и белки, из простых молекул, таких как углекислый газ и вода. С другой стороны, гетеротрофам для производства этих сложных молекул требуется источник более сложных веществ, таких как моносахариды и аминокислоты. Организмы можно далее классифицировать по конечному источнику энергии: фотоавтотрофы и фотогетеротрофы получают энергию от света, тогда как хемоавтотрофы и хемогетеротрофы получают энергию от реакций окисления. [63]

Фиксация углерода

Растительные клетки (ограничены фиолетовыми стенками), заполненные хлоропластами (зелеными), которые являются местом фотосинтеза.

Фотосинтез – это синтез углеводов из солнечного света и углекислого газа (CO 2 ). У растений, цианобактерий и водорослей кислородный фотосинтез расщепляет воду, при этом кислород образуется в качестве побочного продукта. В этом процессе используются АТФ и НАДФН, вырабатываемые реакционными центрами фотосинтеза , как описано выше, для преобразования CO 2 в глицерат-3-фосфат , который затем может быть преобразован в глюкозу. Эта реакция фиксации углерода осуществляется ферментом RuBisCO в рамках цикла Кальвина-Бенсона . [64] У растений наблюдаются три типа фотосинтеза: фиксация углерода C3 , фиксация углерода C4 и фотосинтез CAM . Они различаются по пути, по которому углекислый газ попадает в цикл Кальвина: растения C3 напрямую фиксируют CO 2 , тогда как фотосинтез C4 и CAM сначала включает CO 2 в другие соединения в качестве адаптации к интенсивному солнечному свету и засушливым условиям. [65]

У фотосинтезирующих прокариот механизмы фиксации углерода более разнообразны. Здесь углекислый газ может фиксироваться с помощью цикла Кальвина-Бенсона, обратного цикла лимонной кислоты [66] или карбоксилирования ацетил-КоА. [67] [68] Прокариотические хемоавтотрофы также фиксируют CO 2 посредством цикла Кальвина-Бенсона, но для запуска реакции используют энергию неорганических соединений. [69]

Углеводы и гликаны

При анаболизме углеводов простые органические кислоты могут превращаться в моносахариды , такие как глюкоза , а затем использоваться для сборки полисахаридов, таких как крахмал . Образование глюкозы из таких соединений, как пируват , лактат , глицерин , глицерат-3-фосфат и аминокислот , называется глюконеогенезом . Глюконеогенез превращает пируват в глюкозо-6-фосфат через ряд промежуточных продуктов, многие из которых являются общими с гликолизом . [43] Однако этот путь не представляет собой просто гликолиз, протекающий в обратном направлении, поскольку несколько стадий катализируются негликолитическим ферментами. Это важно, поскольку позволяет регулировать образование и распад глюкозы отдельно и предотвращает одновременную работу обоих путей в бесполезном цикле . [70] [71]

Хотя жир является распространенным способом хранения энергии, у позвоночных, таких как человек, жирные кислоты в этих хранилищах не могут быть преобразованы в глюкозу посредством глюконеогенеза , поскольку эти организмы не могут превращать ацетил-КоА в пируват ; У растений есть, а у животных нет необходимого ферментативного аппарата. [72] В результате после длительного голодания позвоночным необходимо производить кетоновые тела из жирных кислот, чтобы заменить глюкозу в тканях, таких как мозг, которые не могут метаболизировать жирные кислоты. [73] В других организмах, таких как растения и бактерии, эта метаболическая проблема решается с помощью глиоксилатного цикла , который обходит стадию декарбоксилирования в цикле лимонной кислоты и позволяет превращать ацетил-КоА в оксалоацетат , где его можно использовать для производство глюкозы. [72] [74] Помимо жира, глюкоза хранится в большинстве тканей в качестве энергетического ресурса, доступного в тканях посредством гликогенеза, который обычно использовался для поддержания уровня глюкозы в крови. [75]

Полисахариды и гликаны образуются путем последовательного добавления моносахаридов гликозилтрансферазой от реакционноспособного донора сахарофосфата, такого как уридиндифосфатглюкоза (UDP-Glc), к акцепторной гидроксильной группе растущего полисахарида. Поскольку любая из гидроксильных групп в кольце субстрата может быть акцептором, образующиеся полисахариды могут иметь прямую или разветвленную структуру. [76] Произведенные полисахариды могут сами выполнять структурные или метаболические функции или переноситься в липиды и белки с помощью ферментов, называемых олигосахарилтрансферазами . [77] [78]

Жирные кислоты, изопреноиды и стеролы

Показана упрощенная версия пути синтеза стероидов с промежуточными соединениями изопентенилпирофосфат (IPP), диметилаллилпирофосфат (DMAPP), геранилпирофосфат (GPP) и сквален . Некоторые промежуточные соединения опущены для ясности.

Жирные кислоты производятся синтазами жирных кислот , которые полимеризуются, а затем восстанавливают звенья ацетил-КоА. Ацильные цепи в жирных кислотах удлиняются за счет цикла реакций, в которых ацильная группа присоединяется, восстанавливается до спирта, дегидратируется до алкеновой группы, а затем снова восстанавливается до алкановой группы. Ферменты биосинтеза жирных кислот делятся на две группы: у животных и грибов все эти реакции синтазы жирных кислот осуществляются одним многофункциональным белком I типа, [ 79] тогда как у растительных пластид и бактерий каждую стадию выполняют отдельные ферменты II типа. в пути. [80] [81]

Терпены и изопреноиды представляют собой большой класс липидов, включающих каротиноиды и образующих самый большой класс растительных натуральных продуктов . [82] Эти соединения производятся путем сборки и модификации изопреновых единиц, полученных из реакционноспособных предшественников изопентенилпирофосфата и диметилаллилпирофосфата . [83] Эти прекурсоры могут быть получены разными способами. У животных и архей мевалонатный путь продуцирует эти соединения из ацетил-КоА, [84] тогда как у растений и бактерий немевалонатный путь использует в качестве субстратов пируват и глицеральдегид-3-фосфат . [83] [85] Одной из важных реакций, в которых используются активированные доноры изопрена, является биосинтез стеринов . Здесь единицы изопрена соединяются, образуя сквален , а затем сворачиваются и формируются в набор колец, образуя ланостерин . [86] Ланостерин затем может быть преобразован в другие стерины, такие как холестерин и эргостерин . [86] [87]

Белки

Организмы различаются по своей способности синтезировать 20 распространенных аминокислот. Большинство бактерий и растений могут синтезировать все двадцать, но млекопитающие могут синтезировать только одиннадцать заменимых аминокислот, поэтому девять незаменимых аминокислот необходимо получать с пищей. [10] Некоторые простые паразиты , такие как бактерии Mycoplasma pneumoniae , лишены синтеза аминокислот и получают аминокислоты непосредственно от хозяев. [88] Все аминокислоты синтезируются из промежуточных продуктов гликолиза, цикла трикарбоновых кислот или пентозофосфатного пути. Азот обеспечивается глутаматом и глютамином . Синтез заменимых аминокислот зависит от образования соответствующей альфа-кетокислоты, которая затем трансаминируется с образованием аминокислоты. [89]

Аминокислоты превращаются в белки путем соединения в цепочку пептидных связей . Каждый отдельный белок имеет уникальную последовательность аминокислотных остатков: это его первичная структура . Точно так же, как буквы алфавита можно комбинировать, образуя почти бесконечное множество слов, аминокислоты могут соединяться в различных последовательностях, образуя огромное разнообразие белков. Белки состоят из аминокислот, которые активируются путем присоединения к молекуле транспортной РНК посредством сложноэфирной связи. Этот предшественник аминоацил-тРНК образуется в результате АТФ -зависимой реакции, осуществляемой синтетазой аминоацил-тРНК . [90] Эта аминоацил-тРНК затем становится субстратом для рибосомы , которая присоединяет аминокислоту к удлиняющейся белковой цепи, используя информацию о последовательности в информационной РНК . [91]

Синтез и спасение нуклеотидов

Нуклеотиды образуются из аминокислот, углекислого газа и муравьиной кислоты способами, требующими большого количества метаболической энергии. [92] Следовательно, большинство организмов имеют эффективные системы для спасения предварительно сформированных нуклеотидов. [92] [93] Пурины синтезируются в виде нуклеозидов (оснований, присоединенных к рибозе ). [94] И аденин , и гуанин производятся из предшественника нуклеозида инозинмонофосфата , который синтезируется с использованием атомов аминокислот глицина , глутамина и аспарагиновой кислоты , а также формиата, перенесенного из кофермента тетрагидрофолата . Пиримидины же синтезируются из основания оротата , который образуется из глутамина и аспартата. [95]

Ксенобиотики и окислительно-восстановительный обмен

Все организмы постоянно подвергаются воздействию соединений, которые они не могут использовать в пищу и которые будут вредны, если будут накапливаться в клетках, поскольку у них нет метаболической функции. Эти потенциально вредные соединения называются ксенобиотиками . [96] Ксенобиотики, такие как синтетические лекарства , природные яды и антибиотики, детоксифицируются набором ферментов, метаболизирующих ксенобиотики. У человека к ним относятся оксидазы цитохрома P450 , [97] UDP-глюкуронозилтрансферазы , [98] и глутатион S -трансферазы . [99] Эта система ферментов действует в три этапа, сначала окисляя ксенобиотик (фаза I), а затем конъюгируя водорастворимые группы с молекулой (фаза II). Модифицированный водорастворимый ксенобиотик затем может быть выкачан из клеток и в многоклеточных организмах может подвергаться дальнейшему метаболизму перед выведением из организма (фаза III). В экологии эти реакции имеют особое значение при микробном биоразложении загрязняющих веществ и биоремедиации загрязненных земель и разливов нефти. [100] Многие из этих микробных реакций свойственны многоклеточным организмам, но из-за невероятного разнообразия типов микробов эти организмы способны справляться с гораздо более широким спектром ксенобиотиков, чем многоклеточные организмы, и могут разлагать даже стойкие органические загрязнители , такие как хлорорганические соединения. [101]

Связанной с этим проблемой для аэробных организмов является окислительный стресс . [102] Здесь процессы, включающие окислительное фосфорилирование и образование дисульфидных связей во время сворачивания белка, производят активные формы кислорода, такие как перекись водорода . [103] Эти повреждающие оксиданты удаляются антиоксидантными метаболитами, такими как глутатион , и такими ферментами, как каталазы и пероксидазы . [104] [105]

Термодинамика живых организмов

Живые организмы должны подчиняться законам термодинамики , описывающим перенос тепла и работы . Второй закон термодинамики гласит, что в любой изолированной системе количество энтропии (беспорядка) не может уменьшаться. Хотя удивительная сложность живых организмов, по-видимому, противоречит этому закону, жизнь возможна, поскольку все организмы представляют собой открытые системы , которые обмениваются веществом и энергией с окружающей средой. Живые системы не находятся в равновесии , а представляют собой диссипативные системы , которые поддерживают свое состояние высокой сложности, вызывая большее увеличение энтропии окружающей среды. [106] Метаболизм клетки достигает этого путем объединения спонтанных процессов катаболизма с неспонтанными процессами анаболизма. С термодинамической точки зрения метаболизм поддерживает порядок, создавая беспорядок. [107]

Регулирование и контроль

Поскольку окружающая среда большинства организмов постоянно меняется, реакции метаболизма должны тонко регулироваться , чтобы поддерживать постоянный набор условий внутри клеток, состояние, называемое гомеостазом . [108] [109] Метаболическая регуляция также позволяет организмам реагировать на сигналы и активно взаимодействовать с окружающей средой. [110] Две тесно связанные концепции важны для понимания того, как контролируются метаболические пути. Во-первых, регуляция фермента в пути заключается в том, как его активность увеличивается и уменьшается в ответ на сигналы. Во-вторых, контроль , осуществляемый этим ферментом, — это влияние, которое эти изменения его активности оказывают на общую скорость пути (поток через путь). [111] Например, фермент может демонстрировать большие изменения в активности ( т.е. он в высокой степени регулируется), но если эти изменения мало влияют на поток метаболического пути, тогда этот фермент не участвует в контроле этого пути. [112]

Влияние инсулина на усвоение глюкозы и метаболизм. Инсулин связывается со своим рецептором (1), который, в свою очередь, запускает множество каскадов активации белков (2). К ним относятся: транслокация транспортера Glut-4 к плазматической мембране и приток глюкозы (3), синтез гликогена (4), гликолиз (5) и синтез жирных кислот (6). [ нужна ссылка на изображение ]

Существует несколько уровней метаболической регуляции. При внутренней регуляции метаболический путь саморегулируется, реагируя на изменения уровней субстратов или продуктов; например, уменьшение количества продукта может увеличить поток через путь для компенсации. [111] Этот тип регуляции часто включает аллостерическую регуляцию активности нескольких ферментов этого пути. [113] Внешний контроль предполагает, что клетка многоклеточного организма меняет свой метаболизм в ответ на сигналы других клеток. Эти сигналы обычно имеют форму водорастворимых посланников, таких как гормоны и факторы роста , и обнаруживаются специфическими рецепторами на поверхности клеток. [114] Эти сигналы затем передаются внутри клетки с помощью систем вторичных мессенджеров , которые часто включают фосфорилирование белков. [115]

Хорошо изученным примером внешнего контроля является регуляция метаболизма глюкозы гормоном инсулином . [116] Инсулин вырабатывается в ответ на повышение уровня глюкозы в крови . Связывание гормона с рецепторами инсулина на клетках затем активирует каскад протеинкиназ , которые заставляют клетки поглощать глюкозу и превращать ее в запасные молекулы, такие как жирные кислоты и гликоген . [117] Метаболизм гликогена контролируется активностью фосфорилазы , фермента, расщепляющего гликоген, и гликогенсинтазы , фермента, который его производит. Эти ферменты регулируются реципрокным образом: фосфорилирование ингибирует гликогенсинтазу, но активирует фосфорилазу. Инсулин вызывает синтез гликогена, активируя протеинфосфатазы и вызывая снижение фосфорилирования этих ферментов. [118]

Эволюция

Эволюционное древо , показывающее общее происхождение организмов из всех трех областей жизни. Бактерии окрашены в синий цвет, эукариоты в красный, а археи в зеленый. Относительное положение некоторых включенных типов показано вокруг дерева.

Описанные выше центральные пути метаболизма, такие как гликолиз и цикл лимонной кислоты, присутствуют во всех трех доменах живых существ и присутствовали у последнего универсального общего предка . [3] [119] Эта универсальная предковая клетка была прокариотической и, вероятно, метаногеном , который имел обширный метаболизм аминокислот, нуклеотидов, углеводов и липидов. [120] [121] Сохранение этих древних путей в ходе более поздней эволюции может быть результатом того, что эти реакции были оптимальным решением их конкретных метаболических проблем, причем такие пути, как гликолиз и цикл лимонной кислоты, высокоэффективно производят свои конечные продукты и за минимальное количество шагов. [4] [5] Первые пути метаболизма на основе ферментов, возможно, были частью метаболизма пуриновых нуклеотидов, в то время как предыдущие метаболические пути были частью древнего мира РНК . [122]

Было предложено множество моделей для описания механизмов развития новых метаболических путей. К ним относятся последовательное добавление новых ферментов к короткому предковому пути, дублирование, а затем дивергенция целых путей, а также вовлечение ранее существовавших ферментов и их сборка в новый путь реакции. [123] Относительная важность этих механизмов неясна, но геномные исследования показали, что ферменты в пути, вероятно, имеют общее происхождение, что позволяет предположить, что многие пути развивались шаг за шагом с новыми функциями, созданными из предшествующих - существующие этапы пути. [124] Альтернативная модель основана на исследованиях, которые прослеживают эволюцию структур белков в метаболических сетях. Это предполагает, что ферменты повсеместно рекрутируются, заимствуя ферменты для выполнения аналогичных функций в различных метаболических путях (очевидно в базе данных MANET ) [125] Эти процессы рекрутирования приводят к образованию эволюционной ферментативной мозаики. [126] Третья возможность заключается в том, что некоторые части метаболизма могут существовать в виде «модулей», которые можно повторно использовать в разных путях и выполнять схожие функции на разных молекулах. [127]

Помимо развития новых метаболических путей, эволюция также может привести к потере метаболических функций. Например, у некоторых паразитов метаболические процессы, которые не являются необходимыми для выживания, утрачиваются, и вместо этого предварительно сформированные аминокислоты, нуклеотиды и углеводы могут быть удалены из организма хозяина . [128] Аналогичное снижение метаболических возможностей наблюдается у эндосимбиотических организмов. [129]

Расследование и манипуляции

Метаболическая сеть цикла лимонной кислоты Arabidopsis thaliana . Ферменты и метаболиты показаны красными квадратами, а взаимодействия между ними - черными линиями.

Классически метаболизм изучается с помощью редукционистского подхода, который фокусируется на одном метаболическом пути. Особую ценность представляет использование радиоактивных индикаторов на уровне всего организма, тканей и клеток, которые определяют пути от предшественников к конечным продуктам путем идентификации радиоактивно меченных промежуточных продуктов и продуктов. [130] Ферменты, катализирующие эти химические реакции, затем могут быть очищены и исследованы их кинетика и реакция на ингибиторы . Параллельный подход заключается в идентификации небольших молекул в клетке или ткани; полный набор этих молекул называется метаболомом . В целом, эти исследования дают хорошее представление о структуре и функциях простых метаболических путей, но недостаточны применительно к более сложным системам, таким как метаболизм целой клетки. [131]

Представление о сложности метаболических сетей в клетках, содержащих тысячи различных ферментов, дает рисунок справа, показывающий взаимодействия всего лишь 43 белков и 40 метаболитов: последовательности геномов представляют собой списки, содержащие до 26 500 генов. [132] Однако теперь можно использовать эти геномные данные для реконструкции полных сетей биохимических реакций и создания более целостных математических моделей, которые могут объяснить и предсказать их поведение. [133] Эти модели особенно эффективны, когда используются для интеграции данных о путях и метаболитах, полученных с помощью классических методов, с данными об экспрессии генов , полученными в результате протеомных исследований и исследований на микрочипах ДНК . [134] С помощью этих методов теперь создана модель метаболизма человека, которая будет служить ориентиром для будущих открытий лекарств и биохимических исследований. [135] Эти модели теперь используются в сетевом анализе , чтобы классифицировать болезни человека на группы, которые имеют общие белки или метаболиты. [136] [137]

Бактериальные метаболические сети являются ярким примером организации типа «галстук-бабочка» [138, 139 , 140] , архитектуры, способной вводить широкий спектр питательных веществ и производить большое разнообразие продуктов и сложных макромолекул, используя относительно небольшое количество промежуточных общих валют. [141]

Основным технологическим применением этой информации является метаболическая инженерия . Здесь такие организмы, как дрожжи , растения или бактерии, генетически модифицируются, чтобы сделать их более полезными в биотехнологии и способствовать производству лекарств, таких как антибиотики , или промышленных химикатов, таких как 1,3-пропандиол и шикимовая кислота . [142] [143] [144] Эти генетические модификации обычно направлены на уменьшение количества энергии, используемой для производства продукта, повышение урожайности и сокращение образования отходов. [145]

История

Термин «метаболизм» происходит от древнегреческого слова μεταβολή – «Метабол», означающего «изменение», которое происходит от μεταβάλλ – «Метабаллеин» означает «Изменяться» [146].

Метаболизм Аристотеля как модель открытого потока

Греческая философия

В книге Аристотеля «Части животных» изложены достаточно детали его взглядов на метаболизм , чтобы можно было построить модель открытого потока. Он считал, что на каждой стадии процесса материалы из пищи трансформируются, при этом выделяется тепло, как классический элемент огня, а остаточные материалы выделяются в виде мочи, желчи или фекалий. [147]

Ибн ан-Нафис описал метаболизм в своей работе 1260 года нашей эры под названием « Ар-Рисала аль-Камилия фил Сиера ан-Набавия» («Трактат Камиля о биографии Пророка»), которая включала следующую фразу: «И тело, и его части находятся в непрерывном состоянии. растворения и питания, поэтому они неизбежно претерпевают постоянные изменения». [148]

Применение научного метода и современных метаболических теорий

История научного изучения метаболизма насчитывает несколько столетий и перешла от изучения целых животных в ранних исследованиях к изучению отдельных метаболических реакций в современной биохимии. Первые контролируемые эксперименты по метаболизму человека были опубликованы Санторио Санторио в 1614 году в его книге Ars de statica medicina . [149] Он описал, как взвешивался до и после еды, сна , работы, секса, голодания, питья и испражнения. Он обнаружил, что большая часть принятой им пищи терялась из-за того, что он называл « неощутимым потом ».

Санторио Санторио на своих весах на безмене из книги Ars de statica medicina , впервые опубликованной в 1614 году.

В этих ранних исследованиях механизмы этих метаболических процессов не были идентифицированы, и считалось, что жизненная сила оживляет живую ткань. [150] В 19 веке, изучая ферментацию сахара в спирт дрожжами , Луи Пастер пришел к выводу, что ферментация катализируется веществами внутри дрожжевых клеток, которые он назвал «ферментами». Он писал, что «спиртовое брожение — это процесс, связанный с жизнью и организацией дрожжевых клеток, а не с гибелью или гниением клеток». [151] Это открытие, наряду с публикацией Фридрихом Вёлером в 1828 году статьи о химическом синтезе мочевины , [152] примечательно тем, что является первым органическим соединением, полученным из полностью неорганических предшественников. Это доказало, что органические соединения и химические реакции, обнаруженные в клетках, в принципе ничем не отличаются от любой другой области химии.

Именно открытие ферментов в начале 20 века Эдуардом Бюхнером отделило изучение химических реакций обмена веществ от биологического изучения клеток и положило начало биохимии . [153] Масса биохимических знаний быстро росла в начале 20 века. Одним из самых плодовитых современных биохимиков был Ганс Кребс , который внес огромный вклад в изучение метаболизма. [154] Он открыл цикл мочевины, а позже, работая с Гансом Корнбергом , цикл лимонной кислоты и глиоксилатный цикл. [155] [156] [74] Современным биохимическим исследованиям во многом способствовала разработка новых методов, таких как хроматография , рентгеновская дифракция , ЯМР-спектроскопия , радиоизотопная маркировка , электронная микроскопия и моделирование молекулярной динамики . Эти методы позволили открыть и детально проанализировать множество молекул и метаболических путей в клетках. [ нужна цитата ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ аб Фридрих С (1997). Физиология и генетика сероокисляющих бактерий . Достижения микробной физиологии. Том. 39. С. 235–89. дои : 10.1016/S0065-2911(08)60018-1. ISBN 978-0-12-027739-1. ПМИД  9328649. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  2. ^ Pace NR (январь 2001 г.). «Универсальная природа биохимии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 98 (3): 805–8. Бибкод : 2001PNAS...98..805P. дои : 10.1073/pnas.98.3.805 . ПМЦ 33372 . ПМИД  11158550. 
  3. ^ Аб Смит Э., Моровиц HJ (сентябрь 2004 г.). «Универсальность промежуточного метаболизма». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 101 (36): 13168–73. Бибкод : 2004PNAS..10113168S. дои : 10.1073/pnas.0404922101 . ПМК 516543 . ПМИД  15340153. 
  4. ^ аб Эбенхё О, Генрих Р. (январь 2001 г.). «Эволюционная оптимизация метаболических путей. Теоретическая реконструкция стехиометрии систем, продуцирующих АТФ и НАДН». Бюллетень математической биологии . 63 (1): 21–55. дои : 10.1006/bulm.2000.0197. PMID  11146883. S2CID  44260374.
  5. ^ аб Мелендес-Эвиа Э, Уодделл Т.Г., Касканте М. (сентябрь 1996 г.). «Загадка цикла лимонной кислоты Кребса: сборка частей химически возможных реакций и оппортунизм в разработке метаболических путей в ходе эволюции». Журнал молекулярной эволюции . 43 (3): 293–303. Бибкод : 1996JMolE..43..293M. дои : 10.1007/BF02338838. PMID  8703096. S2CID  19107073.
  6. ^ Смит Р.Л., Сотерс М.Р., Вюст Р.К., Хауткупер Р.Х. (август 2018 г.). «Метаболическая гибкость как адаптация к энергетическим ресурсам и потребностям здоровья и болезней». Эндокринные обзоры . 39 (4): 489–517. дои : 10.1210/er.2017-00211. ПМК 6093334 . ПМИД  29697773. 
  7. ^ Вандер Хайден М.Г., ДеБерардинис Р.Дж. (февраль 2017 г.). «Понимание взаимосвязи между метаболизмом и биологией рака». Клетка . 168 (4): 657–669. дои : 10.1016/j.cell.2016.12.039. ПМЦ 5329766 . ПМИД  28187287. 
  8. ^ Купер GM (2000). «Молекулярный состав клеток». Клетка: молекулярный подход (2-е изд.). Архивировано из оригинала 27 августа 2020 года . Проверено 25 июня 2020 г.
  9. ^ Мичи К.А., Лёве Дж (2006). «Динамические нити бактериального цитоскелета». Ежегодный обзор биохимии . 75 : 467–92. doi : 10.1146/annurev.biochem.75.103004.142452. PMID  16756499. S2CID  4550126.
  10. ^ abcde Нельсон Д.Л., Кокс М.М. (2005). Ленингерские принципы биохимии . Нью-Йорк: WH Freeman и компания. п. 841. ИСБН 978-0-7167-4339-2.
  11. ^ Келлехер Дж.К., Брайан Б.М., Маллет РТ, Холлеран А.Л., Мерфи А.Н., Фискум Дж. (сентябрь 1987 г.). «Анализ метаболизма цикла трикарбоновых кислот клеток гепатомы путем сравнения соотношений 14CO2». Биохимический журнал . 246 (3): 633–9. дои : 10.1042/bj2460633. ПМЦ 1148327 . ПМИД  3120698. 
  12. ^ Хотерсолл Дж.С., Ахмед А. (2013). «Метаболическая судьба повышенного поглощения аминокислот дрожжами после катаболитной дерепрессии». Журнал аминокислот . 2013 : 461901. doi : 10.1155/2013/461901 . ПМЦ 3575661 . ПМИД  23431419. 
  13. ^ Фэйи Э., Субраманиам С., Браун Х.А., Гласс СК, Меррилл А.Х., Мерфи RC и др. (май 2005 г.). «Комплексная система классификации липидов». Журнал исследований липидов . 46 (5): 839–61. doi : 10.1194/jlr.E400004-JLR200 . ПМИД  15722563.
  14. ^ «Номенклатура липидов Lip-1 и Lip-2». qmul.ac.uk. _ Архивировано из оригинала 6 июня 2020 года . Проверено 6 июня 2020 г.
  15. ↑ Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Гатто-младший Г. Дж., Страйер Л. (8 апреля 2015 г.). Биохимия (8-е изд.). Нью-Йорк: WH Freeman. п. 362. ИСБН 978-1-4641-2610-9. ОКЛК  913469736.
  16. ^ Раман Р., Рагурам С., Венкатараман Г., Полсон Дж.К., Сасисекхаран Р. (ноябрь 2005 г.). «Гликомика: интегрированный системный подход к структурно-функциональным взаимоотношениям гликанов». Природные методы . 2 (11): 817–24. дои : 10.1038/nmeth807. PMID  16278650. S2CID  4644919.
  17. ^ Сьерра С., Купфер Б., Кайзер Р. (декабрь 2005 г.). «Основы вирусологии ВИЧ-1 и его репликации». Журнал клинической вирусологии . 34 (4): 233–44. дои : 10.1016/j.jcv.2005.09.004. ПМИД  16198625.
  18. ^ аб Виммер М.Дж., Роуз И.А. (1978). «Механизмы реакций переноса группы, катализируемых ферментами». Ежегодный обзор биохимии . 47 : 1031–78. doi : 10.1146/annurev.bi.47.070178.005123. ПМИД  354490.
  19. ^ Митчелл П. (март 1979 г.). «Девятая лекция сэра Ганса Кребса. Компартментация и коммуникация в живых системах. Лигандная проводимость: общий каталитический принцип в химических, осмотических и хемиосмотических реакционных системах». Европейский журнал биохимии . 95 (1): 1–20. дои : 10.1111/j.1432-1033.1979.tb12934.x . ПМИД  378655.
  20. ^ abc Димрот П., фон Балмос С., Мейер Т. (март 2006 г.). «Каталитические и механические циклы в синтезе F-АТФ. Четвертый в серии обзоров циклов». Отчеты ЭМБО . 7 (3): 276–82. дои : 10.1038/sj.embor.7400646. ПМЦ 1456893 . ПМИД  16607397. 
  21. ^ Бонора М., Патерньяни С., Римесси А., Де Марчи Е., Суски Дж. М., Бонони А. и др. (сентябрь 2012 г.). «Синтез и хранение АТФ». Пуринергическая сигнализация . 8 (3): 343–57. doi : 10.1007/s11302-012-9305-8. ПМК 3360099 . ПМИД  22528680. 
  22. ^ Берг Дж. М., Тимочко Дж. Л., Страйер Л. (2002). «Витамины часто являются предшественниками коферментов». Биохимия. 5-е издание . Архивировано из оригинала 15 декабря 2020 года . Проверено 9 июня 2020 г.
  23. ^ Поллак Н., Дёлле С., Зиглер М. (март 2007 г.). «Сила восстановления: пиридиновые нуклеотиды — небольшие молекулы с множеством функций». Биохимический журнал . 402 (2): 205–18. дои : 10.1042/BJ20061638. ПМК 1798440 . ПМИД  17295611. 
  24. ^ Фатих Ю (2009). Достижения биохимии пищевых продуктов . Бока-Ратон: CRC Press. п. 228. ИСБН 978-1-4200-0769-5. ОСЛК  607553259.
  25. ^ Хеймсфилд С.Б., Ваки М., Кехайас Дж., Лихтман С., Дилманиан Ф.А., Камен Ю. и др. (август 1991 г.). «Химический и элементный анализ человека in vivo с использованием улучшенных моделей состава тела». Американский журнал физиологии . 261 (2 ч. 1): E190-8. дои : 10.1152/ajpendo.1991.261.2.E190. ПМИД  1872381.
  26. ^ «Электролитный баланс». Анатомия и психология . ОпенСтакс. Архивировано из оригинала 2 июня 2020 года . Проверено 23 июня 2020 г.
  27. ^ Лодиш Х., Берк А., Зипурски С.Л., Мацудайра П., Балтимор Д., Дарнелл Дж. (2000). «Потенциал действия и проводимость электрических импульсов». Молекулярно-клеточная биология (4-е изд.). Архивировано из оригинала 30 мая 2020 года . Проверено 23 июня 2020 г. - через NCBI.
  28. ^ Дулханти AF (сентябрь 2006 г.). «Связь возбуждения-сокращения с 1950-х годов в новое тысячелетие». Клиническая и экспериментальная фармакология и физиология . 33 (9): 763–72. дои : 10.1111/j.1440-1681.2006.04441.x. PMID  16922804. S2CID  37462321.
  29. ^ Торрес-Ромеро Х.К., Альварес-Санчес М.Э., Фернандес-Мартин К., Альварес-Санчес Л.К., Арана-Аргаес В., Рамирес-Камачо М., Лара-Риегос Дж. (2018). «Выброс цинка у Trichomonas vaginalis: идентификация и анализ экспрессии CDF-подобных генов in silico». В Оливарес-Кирос Л., Ресендис-Антонио О (ред.). Количественные модели микроскопических и макроскопических биологических макромолекул и тканей . Чам: Международное издательство Springer. стр. 149–168. дои : 10.1007/978-3-319-73975-5_8. ISBN 978-3-319-73975-5.
  30. ^ Казинс Р.Дж., Льюцци Дж.П., Лихтен Л.А. (август 2006 г.). «Транспорт, незаконный оборот цинка млекопитающих и сигналы». Журнал биологической химии . 281 (34): 24085–9. дои : 10.1074/jbc.R600011200 . PMID  16793761. Архивировано из оригинала 25 июня 2020 года . Проверено 24 июня 2020 г.
  31. ^ Данн Л.Л., Сурьо Рахманто Ю., Ричардсон Д.Р. (февраль 2007 г.). «Поглощение железа и метаболизм в новом тысячелетии». Тенденции в клеточной биологии . 17 (2): 93–100. дои : 10.1016/j.tcb.2006.12.003. ПМИД  17194590.
  32. ^ ab Альбертс Б, Джонсон А, Льюис Дж, Рафф М, Робертс К, Уолтер П (2002). «Как клетки получают энергию из пищи». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Архивировано из оригинала 5 июля 2021 года . Проверено 25 июня 2020 г. - через NCBI.
  33. ^ Рэйвен Дж (3 сентября 2009 г.). «Вклад аноксигенной и оксигенной фототрофии и хемолитотрофии в потоки углерода и кислорода в водной среде». Водная микробная экология . 56 : 177–192. дои : 10.3354/ame01315 . ISSN  0948-3055. Архивировано из оригинала 25 июня 2020 года . Проверено 25 июня 2020 г.
  34. ^ аб Нельсон Н., Бен-Шем А. (декабрь 2004 г.). «Сложная архитектура кислородного фотосинтеза». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 5 (12): 971–82. дои : 10.1038/nrm1525. PMID  15573135. S2CID  5686066.
  35. ^ Мэдиган М.Т., Мартинко Дж.М. (2006). Брок Микробиология (11., überarb. Aufl ed.). Мюнхен: Pearson Studium. стр. 604, 621. ISBN. 3-8273-7187-2. ОСЛК  162303067.
  36. ^ Демирель Ю (2016). Энергия: производство, преобразование, хранение, сохранение и соединение (Второе изд.). Линкольн: Спрингер. п. 431. ИСБН 978-3-319-29650-0. ОКЛК  945435943.
  37. ^ Häse CC, Финкельштейн РА (декабрь 1993 г.). «Бактериальные внеклеточные цинксодержащие металлопротеазы». Микробиологические обзоры . 57 (4): 823–37. дои :10.1128/MMBR.57.4.823-837.1993. ПМК 372940 . ПМИД  8302217. 
  38. ^ Гупта Р., Гупта Н., Рати П. (июнь 2004 г.). «Бактериальные липазы: обзор производства, очистки и биохимических свойств». Прикладная микробиология и биотехнология . 64 (6): 763–81. дои : 10.1007/s00253-004-1568-8. PMID  14966663. S2CID  206934353.
  39. ^ Хойл Т. (1997). «Пищеварительная система: связь теории и практики». Британский журнал медсестер . 6 (22): 1285–91. дои : 10.12968/бьон.1997.6.22.1285. ПМИД  9470654.
  40. ^ Суба WW, Пачитти AJ (1992). «Как аминокислоты попадают в клетки: механизмы, модели, меню и медиаторы». Журнал парентерального и энтерального питания . 16 (6): 569–78. дои : 10.1177/0148607192016006569. ПМИД  1494216.
  41. ^ Барретт MP, Уолмсли AR, Гулд GW (август 1999 г.). «Структура и функции вспомогательных транспортеров сахара». Современное мнение в области клеточной биологии . 11 (4): 496–502. дои : 10.1016/S0955-0674(99)80072-6. ПМИД  10449337.
  42. ^ Белл Г.И., Бурант С.Ф., Такеда Дж., Гулд Г.В. (сентябрь 1993 г.). «Структура и функции вспомогательных переносчиков сахара у млекопитающих». Журнал биологической химии . 268 (26): 19161–4. дои : 10.1016/S0021-9258(19)36489-0 . ПМИД  8366068.
  43. ^ ab Bouché C, Serdy S, Kahn CR, Goldfine AB (октябрь 2004 г.). «Клеточная судьба глюкозы и ее значение при диабете 2 типа». Эндокринные обзоры . 25 (5): 807–30. дои : 10.1210/er.2003-0026 . ПМИД  15466941.
  44. ^ Альфарук К.О., Вердуско Д., Раух С., Муддатир А.К., Адиль Х.Х., Эльхассан Г.О. и др. (18 декабря 2014 г.). «Гликолиз, метаболизм опухоли, рост и распространение рака. Новая этиопатогенетическая перспектива на основе pH и терапевтический подход к старому вопросу рака». Онсознание . 1 (12): 777–802. doi : 10.18632/oncoscience.109 . ПМК 4303887 . ПМИД  25621294. 
  45. ^ Випперман М.Ф., Сэмпсон Н.С., Томас С.Т. (2014). «Патоген оидной ярости: утилизация холестерина микобактериями туберкулеза». Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 49 (4): 269–93. дои : 10.3109/10409238.2014.895700. ПМЦ 4255906 . ПМИД  24611808. 
  46. ^ Саками В., Харрингтон Х (1963). «Метаболизм аминокислот». Ежегодный обзор биохимии . 32 : 355–98. doi : 10.1146/annurev.bi.32.070163.002035. ПМИД  14144484.
  47. ^ Броснан JT (апрель 2000 г.). «Глутамат на стыке обмена аминокислот и углеводов». Журнал питания . 130 (дополнение 4S): 988S–90S. дои : 10.1093/jn/130.4.988S . ПМИД  10736367.
  48. ^ Янг В.Р., Аджами А.М. (сентябрь 2001 г.). «Глютамин: император или его одежда?». Журнал питания . 131 (9 Suppl): 2449S–59S, обсуждение 2486S–7S. дои : 10.1093/jn/131.9.2449S . ПМИД  11533293.
  49. ^ Хослер Дж.П., Фергюсон-Миллер С., Миллс Д.А. (2006). «Трансдукция энергии: перенос протонов через дыхательные комплексы». Ежегодный обзор биохимии . 75 : 165–87. doi :10.1146/annurev.biochem.75.062003.101730. ПМЦ 2659341 . ПМИД  16756489. 
  50. ^ Шульц Б.Е., Чан С.И. (2001). «Структуры и стратегии перекачки протонов митохондриальных дыхательных ферментов» (PDF) . Ежегодный обзор биофизики и биомолекулярной структуры . 30 :23–65. doi :10.1146/annurev.biophys.30.1.23. PMID  11340051. Архивировано (PDF) из оригинала 22 января 2020 г. . Проверено 11 ноября 2019 г.
  51. ^ Капальди Р.А., Аггелер Р. (март 2002 г.). «Механизм АТФ-синтазы F (1) F (0)-типа, биологического вращательного двигателя». Тенденции биохимических наук . 27 (3): 154–60. дои : 10.1016/S0968-0004(01)02051-5. ПМИД  11893513.
  52. ^ Фридрих Б, Шварц Э (1993). «Молекулярная биология утилизации водорода аэробными хемолитотрофами». Ежегодный обзор микробиологии . 47 : 351–83. дои : 10.1146/annurev.mi.47.100193.002031. ПМИД  8257102.
  53. ^ Вебер К.А., Ахенбах Л.А., Коутс Дж.Д. (октябрь 2006 г.). «Микроорганизмы, перекачивающие железо: анаэробное микробное окисление и восстановление железа». Обзоры природы. Микробиология . 4 (10): 752–64. doi : 10.1038/nrmicro1490. PMID  16980937. S2CID  8528196. Архивировано из оригинала 2 мая 2019 года . Проверено 6 октября 2019 г.
  54. ^ Джеттен М.С., Строус М., ван де Пас-Шоонен К.Т., Шалк Дж., ван Донген У.Г., ван де Грааф А.А. и др. (декабрь 1998 г.). «Анаэробное окисление аммония». Обзоры микробиологии FEMS . 22 (5): 421–37. дои : 10.1111/j.1574-6976.1998.tb00379.x . ПМИД  9990725.
  55. ^ Саймон Дж (август 2002 г.). «Энзимология и биоэнергетика дыхательной аммонификации нитритов». Обзоры микробиологии FEMS . 26 (3): 285–309. дои : 10.1111/j.1574-6976.2002.tb00616.x . ПМИД  12165429.
  56. ^ Конрад Р. (декабрь 1996 г.). «Почвенные микроорганизмы как регуляторы атмосферных микроэлементов (H2, CO, CH4, OCS, N2O и NO)». Микробиологические обзоры . 60 (4): 609–40. дои :10.1128/MMBR.60.4.609-640.1996. ПМК 239458 . ПМИД  8987358. 
  57. ^ Бареа Дж. М., Посо М. Дж., Азкон Р., Азкон-Агилар С. (июль 2005 г.). «Микробное сотрудничество в ризосфере». Журнал экспериментальной ботаники . 56 (417): 1761–78. дои : 10.1093/jxb/eri197 . ПМИД  15911555.
  58. ^ ван дер Меер М.Т., Схаутен С., Бейтсон М.М., Нюбель У., Виланд А., Кюль М. и др. (июль 2005 г.). «Суточные вариации углеродного метаболизма зелеными несероподобными бактериями в щелочных кремнистых микробных матах горячих источников из Йеллоустонского национального парка». Прикладная и экологическая микробиология . 71 (7): 3978–86. Бибкод : 2005ApEnM..71.3978V. doi :10.1128/AEM.71.7.3978-3986.2005. ПМК 1168979 . ПМИД  16000812. 
  59. ^ Тичи М.А., Табита Ф.Р. (ноябрь 2001 г.). «Интерактивный контроль окислительно-восстановительных систем Rhodobacter capsulatus во время фототрофного метаболизма». Журнал бактериологии . 183 (21): 6344–54. дои : 10.1128/JB.183.21.6344-6354.2001. ПМК 100130 . ПМИД  11591679. 
  60. ^ Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. (2002). «Преобразование энергии: митохондрии и хлоропласты». Молекулярная биология клетки (4-е изд.). Архивировано из оригинала 15 декабря 2020 года . Проверено 3 июля 2020 г.
  61. ^ Аллен Дж.П., Уильямс Дж.К. (октябрь 1998 г.). «Фотосинтетические реакционные центры». Письма ФЭБС . 438 (1–2): 5–9. дои : 10.1016/S0014-5793(98)01245-9. PMID  9821949. S2CID  21596537.
  62. ^ Мунекаге Ю, Хашимото М, Мияке С, Томизава К, Эндо Т, Тасака М, Шиканай Т (июнь 2004 г.). «Циклический поток электронов вокруг фотосистемы I необходим для фотосинтеза». Природа . 429 (6991): 579–82. Бибкод : 2004Natur.429..579M. дои : 10.1038/nature02598. PMID  15175756. S2CID  4421776.
  63. ^ ab Mandal A (26 ноября 2009 г.). «Что такое анаболизм?». Новости-Medical.net . Архивировано из оригинала 5 июля 2020 года . Проверено 4 июля 2020 г.
  64. ^ Мизиорко Х.М., Лоример Г.Х. (1983). «Рибулозо-1,5-бисфосфаткарбоксилаза-оксигеназа». Ежегодный обзор биохимии . 52 : 507–35. doi : 10.1146/annurev.bi.52.070183.002451. ПМИД  6351728.
  65. ^ Додд А.Н., Борланд А.М., Хаслам Р.П., Гриффитс Х., Максвелл К. (апрель 2002 г.). «Метаболизм крассулацовых кислот: пластичный, фантастический». Журнал экспериментальной ботаники . 53 (369): 569–80. дои : 10.1093/jexbot/53.369.569 . ПМИД  11886877.
  66. ^ Хюглер М., Вирсен К.О., Фукс Г., Тейлор К.Д., Зиверт С.М. (май 2005 г.). «Доказательства автотрофной фиксации CO2 посредством восстановительного цикла трикарбоновых кислот членами эпсилон-подразделения протеобактерий». Журнал бактериологии . 187 (9): 3020–7. дои : 10.1128/JB.187.9.3020-3027.2005. ПМК 1082812 . ПМИД  15838028. 
  67. ^ Штраус Г., Фукс Г. (август 1993 г.). «Ферменты нового пути автотрофной фиксации CO2 у фототрофной бактерии Chloroflexus aurantiacus, 3-гидроксипропионатного цикла». Европейский журнал биохимии . 215 (3): 633–43. дои : 10.1111/j.1432-1033.1993.tb18074.x . ПМИД  8354269.
  68. ^ Вуд HG (февраль 1991 г.). «Жизнь с CO или CO2 и H2 как источник углерода и энергии». Журнал ФАСЭБ . 5 (2): 156–63. дои : 10.1096/fasebj.5.2.1900793 . PMID  1900793. S2CID  45967404.
  69. ^ Шивели Дж. М., ван Кеулен Г., Мейер В. Г. (1998). «Что-то из почти ничего: фиксация углекислого газа у хемоавтотрофов». Ежегодный обзор микробиологии . 52 : 191–230. doi : 10.1146/annurev.micro.52.1.191. ПМИД  9891798.
  70. ^ Boiteux A, Hess B (июнь 1981 г.). «Дизайн гликолиза». Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 293 (1063): 5–22. Бибкод : 1981RSPTB.293....5Б. дои : 10.1098/rstb.1981.0056 . ПМИД  6115423.
  71. ^ Пилкис С.Дж., Эль-Маграби М.Р., Клаус Т.Х. (июнь 1990 г.). «Фруктозо-2,6-бисфосфат в контроле глюконеогенеза в печени. От метаболитов к молекулярной генетике». Уход при диабете . 13 (6): 582–99. дои : 10.2337/diacare.13.6.582. PMID  2162755. S2CID  44741368.
  72. ^ ab Ensign SA (июль 2006 г.). «Возврат к глиоксилатному циклу: альтернативные пути микробной ассимиляции ацетата». Молекулярная микробиология . 61 (2): 274–6. дои : 10.1111/j.1365-2958.2006.05247.x . PMID  16856935. S2CID  39986630.
  73. ^ Финн П.Ф., Дайс Дж.Ф. (2006). «Протеолитические и липолитические реакции на голодание». Питание . 22 (7–8): 830–44. дои :10.1016/j.nut.2006.04.008. ПМИД  16815497.
  74. ^ ab Kornberg HL, Krebs HA (май 1957 г.). «Синтез компонентов клетки из C2-единиц с помощью модифицированного цикла трикарбоновых кислот». Природа . 179 (4568): 988–91. Бибкод : 1957Natur.179..988K. дои : 10.1038/179988a0. PMID  13430766. S2CID  40858130.
  75. ^ Эванс Р.Д., Хизер LC (июнь 2016 г.). «Метаболические пути и нарушения». Хирургия (Оксфорд) . 34 (6): 266–272. дои : 10.1016/j.mpsur.2016.03.010. ISSN  0263-9319. S2CID  87884121. Архивировано из оригинала 31 октября 2020 года . Проверено 28 августа 2020 г.
  76. ^ Freeze HH, Харт Г.В., Шнаар Р.Л. (2015). «Предшественники гликозилирования». В Варки А., Каммингс Р.Д., Эско Дж.Д., Стэнли П. (ред.). Основы гликобиологии (3-е изд.). Колд-Спринг-Харбор (Нью-Йорк): Лабораторное издательство Колд-Спринг-Харбор. doi :10.1101/гликобиология.3e.005 (неактивен 31 января 2024 г.). PMID  28876856. Архивировано из оригинала 24 февраля 2022 года . Проверено 8 июля 2020 г.{{cite book}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на январь 2024 г. ( ссылка )
  77. ^ Опденаккер Г., Радд П.М., Понтинг К.П., Двек Р.А. (ноябрь 1993 г.). «Концепции и принципы гликобиологии». Журнал ФАСЭБ . 7 (14): 1330–7. дои : 10.1096/fasebj.7.14.8224606 . PMID  8224606. S2CID  10388991.
  78. ^ МакКонвилл MJ, Менон АК (2000). «Последние достижения в клеточной биологии и биохимии гликозилфосфатидилинозитоллипидов (обзор)». Молекулярная мембранная биология . 17 (1): 1–16. дои : 10.1080/096876800294443 . ПМИД  10824734.
  79. ^ Чирала СС, Вакил С.Дж. (ноябрь 2004 г.). «Структура и функция синтазы жирных кислот животных». Липиды . 39 (11): 1045–53. дои : 10.1007/s11745-004-1329-9. PMID  15726818. S2CID  4043407.
  80. ^ Белый SW, Чжэн Дж, Чжан ЮМ (2005). «Структурная биология биосинтеза жирных кислот II типа». Ежегодный обзор биохимии . 74 : 791–831. doi : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133524. ПМИД  15952903.
  81. ^ Олрогге Дж.Б., Яворски Дж.Г. (июнь 1997 г.). «Регуляция синтеза жирных кислот». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 48 : 109–136. doi :10.1146/annurev.arplant.48.1.109. PMID  15012259. S2CID  46348092.
  82. ^ Дубей В.С., Бхалла Р., Лутра Р. (сентябрь 2003 г.). «Обзор немевалонатного пути биосинтеза терпеноидов в растениях» (PDF) . Журнал биологических наук . 28 (5): 637–46. дои : 10.1007/BF02703339. PMID  14517367. S2CID  27523830. Архивировано из оригинала (PDF) 15 апреля 2007 г.
  83. ^ аб Кузуяма Т., Сето Х (апрель 2003 г.). «Разнообразие биосинтеза изопреновых единиц». Отчеты о натуральных продуктах . 20 (2): 171–83. дои : 10.1039/b109860h. ПМИД  12735695.
  84. ^ Гроховски Л.Л., Сюй Х., Уайт Р.Х. (май 2006 г.). «Methanocaldococcus jannaschii использует модифицированный мевалонатный путь для биосинтеза изопентенилдифосфата». Журнал бактериологии . 188 (9): 3192–8. дои : 10.1128/JB.188.9.3192-3198.2006. ПМЦ 1447442 . ПМИД  16621811. 
  85. ^ Лихтенталер Гонконг (июнь 1999 г.). «1-дезокси-D-ксилулозо-5-фосфатный путь биосинтеза изопреноидов в растениях». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 50 : 47–65. doi :10.1146/annurev.arplant.50.1.47. ПМИД  15012203.
  86. ^ аб Шрепфер Г.Дж. (1981). «Биосинтез стерола». Ежегодный обзор биохимии . 50 : 585–621. doi : 10.1146/annurev.bi.50.070181.003101. ПМИД  7023367.
  87. ^ Лис Н.Д., Скэггс Б., Кирш Д.Р., Бард М. (март 1995 г.). «Клонирование поздних генов пути биосинтеза эргостерина Saccharomyces cerevisiae - обзор». Липиды . 30 (3): 221–6. дои : 10.1007/BF02537824. PMID  7791529. S2CID  4019443.
  88. ^ Химмельрайх Р., Гильберт Х., Плагенс Х., Пиркл Э., Ли BC, Херрманн Р. (ноябрь 1996 г.). «Полный анализ последовательности генома бактерии Mycoplasma pneumoniae». Исследования нуклеиновых кислот . 24 (22): 4420–49. дои : 10.1093/нар/24.22.4420. ПМК 146264 . ПМИД  8948633. 
  89. ^ Гайтон AC, Холл JE (2006). Учебник медицинской физиологии . Филадельфия: Эльзевир. стр. 855–6. ISBN 978-0-7216-0240-0.
  90. ^ Ибба М, Сёлль Д (май 2001 г.). «Ренессанс синтеза аминоацил-тРНК». Отчеты ЭМБО . 2 (5): 382–7. doi : 10.1093/embo-reports/kve095. ПМЦ 1083889 . PMID  11375928. Архивировано из оригинала 1 мая 2011 года. 
  91. ^ Лендьель П., Сёлль Д. (июнь 1969 г.). «Механизм биосинтеза белка». Бактериологические обзоры . 33 (2): 264–301. дои : 10.1128/MMBR.33.2.264-301.1969. ПМК 378322 . ПМИД  4896351. 
  92. ^ ab Рудольф FB (январь 1994 г.). «Биохимия и физиология нуклеотидов». Журнал питания . 124 (1 доп.): 124S–127S. дои : 10.1093/jn/124.suppl_1.124S . ПМИД  8283301. Зреннер Р., Ститт М., Зонневальд У., Болдт Р. (2006). «Биосинтез и деградация пиримидинов и пуринов в растениях». Ежегодный обзор биологии растений . 57 : 805–36. doi : 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105421. ПМИД  16669783.
  93. ^ Стасолла С., Катахира Р., Торп Т.А., Ашихара Х. (ноябрь 2003 г.). «Обмен пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов у высших растений». Журнал физиологии растений . 160 (11): 1271–95. дои : 10.1078/0176-1617-01169. ПМИД  14658380.
  94. ^ Дэвис О., Мендес П., Смоллбоун К., Малис Н. (апрель 2012 г.). «Характеристика множественных субстрат-специфичных (d)ITP/(d)XTPase и моделирование метаболизма дезаминированных пуриновых нуклеотидов» (PDF) . Отчеты БМБ . 45 (4): 259–64. дои : 10.5483/BMBRep.2012.45.4.259 . PMID  22531138. Архивировано (PDF) из оригинала 24 октября 2020 года . Проверено 18 сентября 2019 г.
  95. ^ Смит Дж.Л. (декабрь 1995 г.). «Ферменты синтеза нуклеотидов». Современное мнение в области структурной биологии . 5 (6): 752–7. дои : 10.1016/0959-440X(95)80007-7. ПМИД  8749362.
  96. ^ Теста Б, Кремер С.Д. (октябрь 2006 г.). «Биохимия метаболизма лекарств. Введение: часть 1. Принципы и обзор». Химия и биоразнообразие . 3 (10): 1053–101. дои : 10.1002/cbdv.200690111. PMID  17193224. S2CID  28872968.
  97. ^ Дэниэлсон П.Б. (декабрь 2002 г.). «Суперсемейство цитохрома P450: биохимия, эволюция и метаболизм лекарств у человека». Современный метаболизм лекарств . 3 (6): 561–97. дои : 10.2174/1389200023337054. ПМИД  12369887.
  98. ^ King CD, Rios GR, Green MD, Tephly TR (сентябрь 2000 г.). «УДФ-глюкуронозилтрансферазы». Современный метаболизм лекарств . 1 (2): 143–61. дои : 10.2174/1389200003339171. ПМИД  11465080.
  99. ^ Шихан Д., Мид Дж., Фоли В.М., Дауд Калифорния (ноябрь 2001 г.). «Структура, функции и эволюция глутатионтрансфераз: значение для классификации представителей древнего суперсемейства ферментов, не относящихся к млекопитающим». Биохимический журнал . 360 (Часть 1): 1–16. дои : 10.1042/0264-6021: 3600001. ПМК 1222196 . ПМИД  11695986. 
  100. ^ Гальван TC, Мон WW, де Лоренцо V (октябрь 2005 г.). «Изучение генофонда микробной биодеградации и биотрансформации». Тенденции в биотехнологии . 23 (10): 497–506. doi :10.1016/j.tibtech.2005.08.002. ПМИД  16125262.
  101. ^ Янссен Д.Б., Динкла И.Дж., Поеларендс Г.Дж., Терпстра П. (декабрь 2005 г.). «Бактериальная деградация ксенобиотических соединений: эволюция и распространение новых ферментных активностей» (PDF) . Экологическая микробиология . 7 (12): 1868–82. Бибкод : 2005EnvMi...7.1868J. дои : 10.1111/j.1462-2920.2005.00966.x . PMID  16309386. Архивировано (PDF) из оригинала 11 ноября 2019 года . Проверено 11 ноября 2019 г.
  102. ^ Дэвис К.Дж. (1995). «Окислительный стресс: парадокс аэробной жизни». Симпозиум Биохимического общества . 61 : 1–31. дои : 10.1042/bss0610001. ПМИД  8660387.
  103. ^ Tu BP, Weissman JS (февраль 2004 г.). «Окислительное сворачивание белков у эукариот: механизмы и последствия». Журнал клеточной биологии . 164 (3): 341–6. дои : 10.1083/jcb.200311055. ПМЦ 2172237 . ПМИД  14757749. 
  104. ^ Сис Х (март 1997 г.). «Окислительный стресс: оксиданты и антиоксиданты». Экспериментальная физиология . 82 (2): 291–5. doi : 10.1113/expphysicalol.1997.sp004024 . PMID  9129943. S2CID  20240552.
  105. ^ Вертуани С., Ангусти А., Манфредини С. (2004). «Сеть антиоксидантов и проантиоксидантов: обзор». Текущий фармацевтический дизайн . 10 (14): 1677–94. дои : 10.2174/1381612043384655. PMID  15134565. S2CID  43713549.
  106. ^ фон Стокар У, Лю Дж (август 1999 г.). «Всегда ли микробная жизнь питается отрицательной энтропией? Термодинамический анализ роста микробов». Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Биоэнергетика . 1412 (3): 191–211. дои : 10.1016/S0005-2728(99)00065-1 . ПМИД  10482783.
  107. ^ Демирель Ю., Сэндлер С.И. (июнь 2002 г.). «Термодинамика и биоэнергетика». Биофизическая химия . 97 (2–3): 87–111. дои : 10.1016/S0301-4622(02)00069-8. PMID  12050002. S2CID  3754065. Архивировано из оригинала 4 августа 2020 года . Проверено 22 сентября 2019 г.
  108. ^ Альберт Р. (ноябрь 2005 г.). «Безмасштабные сети в клеточной биологии». Журнал клеточной науки . 118 (Часть 21): 4947–57. arXiv : q-bio/0510054 . Бибкод : 2005q.bio....10054A. дои : 10.1242/jcs.02714. PMID  16254242. S2CID  3001195.
  109. ^ Брэнд MD (январь 1997 г.). «Анализ регуляции энергетического обмена». Журнал экспериментальной биологии . 200 (Часть 2): 193–202. дои : 10.1242/jeb.200.2.193. PMID  9050227. Архивировано из оригинала 29 марта 2007 года . Проверено 12 марта 2007 г.
  110. ^ Сойер О.С., Салате М., Бонхеффер С. (январь 2006 г.). «Сети передачи сигналов: топология, реакция и биохимические процессы». Журнал теоретической биологии . 238 (2): 416–25. Бибкод : 2006JThBi.238..416S. дои : 10.1016/j.jtbi.2005.05.030. ПМИД  16045939.
  111. ^ ab Солтер М., Ноулз Р.Г., Погсон К.И. (1994). «Метаболический контроль». Очерки по биохимии . 28 : 1–12. ПМИД  7925313.
  112. ^ Вестерхофф Х.В., Гроен АК, Вандерс Р.Дж. (январь 1984 г.). «Современные теории метаболического контроля и их приложения (обзор)». Отчеты по биологическим наукам . 4 (1): 1–22. дои : 10.1007/BF01120819. PMID  6365197. S2CID  27791605.
  113. ^ Фелл Д.А., Томас С. (октябрь 1995 г.). «Физиологический контроль метаболического потока: необходимость многосайтовой модуляции». Биохимический журнал . 311 (Часть 1): 35–9. дои : 10.1042/bj3110035. ПМК 1136115 . ПМИД  7575476. 
  114. ^ Хендриксон, Вашингтон (ноябрь 2005 г.). «Передача биохимических сигналов через клеточные мембраны». Ежеквартальные обзоры биофизики . 38 (4): 321–30. дои : 10.1017/S0033583506004136. PMID  16600054. S2CID  39154236.
  115. ^ Коэн П. (декабрь 2000 г.). «Регуляция функции белка путем многосайтового фосфорилирования - обновление за 25 лет». Тенденции биохимических наук . 25 (12): 596–601. дои : 10.1016/S0968-0004(00)01712-6. ПМИД  11116185.
  116. ^ Линхард Г.Е., Слот Дж.В., Джеймс Д.Е., Мюклер М.М. (январь 1992 г.). «Как клетки поглощают глюкозу». Научный американец . 266 (1): 86–91. Бибкод : 1992SciAm.266a..86L. doi : 10.1038/scientificamerican0192-86. ПМИД  1734513.
  117. ^ Роуч ПиДжей (март 2002 г.). «Гликоген и его метаболизм». Современная молекулярная медицина . 2 (2): 101–20. дои : 10.2174/1566524024605761. ПМИД  11949930.
  118. ^ Ньюгард CB, Брэди MJ, О'Доэрти RM, Солтиэль AR (декабрь 2000 г.). «Организация утилизации глюкозы: новая роль субъединиц протеинфосфатазы-1, нацеленных на гликоген» (PDF) . Диабет . 49 (12): 1967–77. дои : 10.2337/диабет.49.12.1967 . PMID  11117996. Архивировано (PDF) из оригинала 19 июня 2007 года . Проверено 25 марта 2007 г.
  119. ^ Романо А.Х., Конвей Т. (1996). «Эволюция путей метаболизма углеводов». Исследования в области микробиологии . 147 (6–7): 448–55. дои : 10.1016/0923-2508(96)83998-2 . ПМИД  9084754.
  120. ^ Кох А (1998). Как появились бактерии? . Достижения микробной физиологии. Том. 40. С. 353–99. дои : 10.1016/S0065-2911(08)60135-6. ISBN 978-0-12-027740-7. ПМИД  9889982. {{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )
  121. ^ Узунис С, Кирпидес Н (июль 1996 г.). «Появление основных клеточных процессов в эволюции». Письма ФЭБС . 390 (2): 119–23. дои : 10.1016/0014-5793(96)00631-X . PMID  8706840. S2CID  39128865.
  122. ^ Каэтано-Аноллес Г., Ким Х.С., Миттенталь Дж.Е. (май 2007 г.). «Происхождение современных метаболических сетей, выведенное на основе филогеномного анализа белковой архитектуры». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (22): 9358–63. Бибкод : 2007PNAS..104.9358C. дои : 10.1073/pnas.0701214104 . ПМК 1890499 . ПМИД  17517598. 
  123. ^ Шмидт С., Сюняев С., Борк П., Дандекар Т. (июнь 2003 г.). «Метаболиты: рука помощи в эволюции пути?». Тенденции биохимических наук . 28 (6): 336–41. дои : 10.1016/S0968-0004(03)00114-2. ПМИД  12826406.
  124. ^ Лайт С., Краулис П. (февраль 2004 г.). «Сетевой анализ эволюции метаболических ферментов Escherichia coli». БМК Биоинформатика . 5:15 . дои : 10.1186/1471-2105-5-15 . ПМЦ 394313 . ПМИД  15113413.  Алвес Р., Шалей Р.А., Штернберг М.Ю. (июль 2002 г.). «Эволюция ферментов метаболизма: сетевая перспектива». Журнал молекулярной биологии . 320 (4): 751–70. дои : 10.1016/S0022-2836(02)00546-6. ПМИД  12095253.
  125. ^ Ким Х.С., Миттенталь Дж.Э., Каэтано-Аноллес Дж. (июль 2006 г.). «MANET: отслеживание эволюции белковой архитектуры в метаболических сетях». БМК Биоинформатика . 7 : 351. дои : 10.1186/1471-2105-7-351 . ПМЦ 1559654 . ПМИД  16854231. 
  126. ^ Тейхманн С.А., Райсон СК, Торнтон Дж.М., Райли М., Гоф Дж., Чотия С. (декабрь 2001 г.). «Низкомолекулярный метаболизм: ферментативная мозаика». Тенденции в биотехнологии . 19 (12): 482–6. дои : 10.1016/S0167-7799(01)01813-3. ПМИД  11711174.
  127. ^ Спирин В., Гельфанд М.С., Миронов А.А., Мирный Л.А. (июнь 2006 г.). «Метаболическая сеть в эволюционном контексте: многоуровневая структура и модульность». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 103 (23): 8774–9. Бибкод : 2006PNAS..103.8774S. дои : 10.1073/pnas.0510258103 . ПМЦ 1482654 . ПМИД  16731630. 
  128. ^ Лоуренс JG (декабрь 2005 г.). «Общие темы в геномных стратегиях патогенов». Текущее мнение в области генетики и развития . 15 (6): 584–8. дои :10.1016/j.где.2005.09.007. ПМИД  16188434. Вернегрин Джей-Джей (декабрь 2005 г.). «К лучшему или к худшему: геномные последствия внутриклеточного мутуализма и паразитизма». Текущее мнение в области генетики и развития . 15 (6): 572–83. дои :10.1016/j.где.2005.09.013. ПМИД  16230003.
  129. ^ Пал С., Папп Б., Лерчер М.Дж., Чермели П., Оливер С.Г., Херст Л.Д. (март 2006 г.). «Шанс и необходимость в эволюции минимальных метаболических сетей». Природа . 440 (7084): 667–70. Бибкод : 2006Natur.440..667P. дои : 10.1038/nature04568. PMID  16572170. S2CID  4424895.
  130. ^ Ренни MJ (ноябрь 1999 г.). «Введение в использование индикаторов в питании и обмене веществ». Труды Общества питания . 58 (4): 935–44. дои : 10.1017/S002966519900124X . ПМИД  10817161.
  131. ^ Phair RD (декабрь 1997 г.). «Разработка кинетических моделей в нелинейном мире молекулярной клеточной биологии». Метаболизм . 46 (12): 1489–95. дои : 10.1016/S0026-0495(97)90154-2 . ПМИД  9439549.
  132. ^ Стерк Л., Ромбаутс С., Вандеполе К., Рузе П., Ван де Пер Ю. (апрель 2007 г.). «Сколько генов у растений (... и почему они там)?». Современное мнение в области биологии растений . 10 (2): 199–203. doi :10.1016/j.pbi.2007.01.004. ПМИД  17289424.
  133. ^ Бородина И, Нильсен Дж (июнь 2005 г.). «От геномов к клеткам in silico через метаболические сети». Современное мнение в области биотехнологии . 16 (3): 350–5. doi : 10.1016/j.copbio.2005.04.008. ПМИД  15961036.
  134. ^ Джанчандани EP, Бротиган Д.Л., Папин Дж.А. (май 2006 г.). «Системный анализ характеризует интегрированные функции биохимических сетей». Тенденции биохимических наук . 31 (5): 284–91. doi :10.1016/j.tibs.2006.03.007. ПМИД  16616498.
  135. ^ Дуарте, Северная Каролина, Беккер С.А., Джамшиди Н., Тиле И., Мо М.Л., Во Т.Д. и др. (февраль 2007 г.). «Глобальная реконструкция метаболической сети человека на основе геномных и библиомных данных». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (6): 1777–82. Бибкод : 2007PNAS..104.1777D. дои : 10.1073/pnas.0610772104 . ПМК 1794290 . ПМИД  17267599. 
  136. ^ Го К.И., Кьюсик М.Е., Валле Д., Чайлдс Б., Видал М., Барабаси А.Л. (май 2007 г.). «Сеть болезней человека». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (21): 8685–90. Бибкод : 2007PNAS..104.8685G. дои : 10.1073/pnas.0701361104 . ПМЦ 1885563 . ПМИД  17502601. 
  137. ^ Ли Д.С., Пак Дж., Кей К.А., Кристакис Н.А., Олваи З.Н., Барабаси А.Л. (июль 2008 г.). «Влияние топологии метаболической сети человека на сопутствующие заболевания». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (29): 9880–5. Бибкод : 2008PNAS..105.9880L. дои : 10.1073/pnas.0802208105 . ПМЦ 2481357 . ПМИД  18599447. 
  138. ^ Чете М., Дойл Дж. (сентябрь 2004 г.). «Галстуки-бабочки, обмен веществ и болезни». Тенденции в биотехнологии . 22 (9): 446–50. doi :10.1016/j.tibtech.2004.07.007. ПМИД  15331224.
  139. ^ Ма HW, Цзэн AP (июль 2003 г.). «Структура связности, гигантский сильный компонент и центральность метаболических сетей». Биоинформатика . 19 (11): 1423–30. CiteSeerX 10.1.1.605.8964 . doi : 10.1093/биоинформатика/btg177. ПМИД  12874056. 
  140. ^ Чжао Дж, Ю Х, Луо Дж. Х., Цао ZW, Ли YX (август 2006 г.). «Иерархическая модульность вложенных галстуков-бабочек в метаболических сетях». БМК Биоинформатика . 7 : 386. arXiv : q-bio/0605003 . Бибкод : 2006q.bio.....5003Z. дои : 10.1186/1471-2105-7-386 . ПМК 1560398 . ПМИД  16916470. 
  141. ^ «Макромолекулы: питательные вещества, метаболизм и пищеварительные процессы | Виртуальная средняя школа — KeepNotes» . Keepnotes.com . Проверено 29 декабря 2023 г.
  142. ^ Тикаер Дж., Нильсен Дж. (январь 2003 г.). «Метаболическая инженерия производства бета-лактамов». Метаболическая инженерия . 5 (1): 56–69. дои : 10.1016/S1096-7176(03)00003-X. ПМИД  12749845.
  143. ^ Гонсалес-Пахуэло М, Мейньяль-Сальес I, Мендес Ф, Андраде Х.К., Васконселос I, Сукай П (2005). «Метаболическая инженерия Clostridium acetobutylicum для промышленного производства 1,3-пропандиола из глицерина». Метаболическая инженерия . 7 (5–6): 329–36. дои : 10.1016/j.ymben.2005.06.001. hdl : 10400.14/3388 . ПМИД  16095939.
  144. ^ Кремер М., Бонгертс Дж., Бовенберг Р., Кремер С., Мюллер У., Орф С. и др. (октябрь 2003 г.). «Метаболическая инженерия микробного производства шикимовой кислоты». Метаболическая инженерия . 5 (4): 277–83. дои : 10.1016/j.ymben.2003.09.001. ПМИД  14642355.
  145. ^ Коффас М., Роберж С., Ли К., Стефанопулос Г. (1999). «Метаболическая инженерия». Ежегодный обзор биомедицинской инженерии . 1 : 535–57. doi :10.1146/annurev.bioeng.1.1.535. PMID  11701499. S2CID  11814282.
  146. ^ «Метаболизм | Происхождение и значение метаболизма в онлайн-этимологическом словаре» . www.etymonline.com . Архивировано из оригинала 21 сентября 2017 года . Проверено 23 июля 2020 г.
  147. ^ Леруа, Арман Мари (2014). Лагуна: как Аристотель изобрел науку. Блумсбери. стр. 400–401. ISBN 978-1-4088-3622-4.
  148. ^ Аль-Руби А.С. (1982). Ибн ан-Нафис как философ . Симпозиум по Ибн ан-Нафису, Вторая Международная конференция по исламской медицине. Кувейт: Исламская медицинская организация.
  149. ^ Экноян Г (1999). «Санторио Санкториус (1561-1636) - отец-основатель исследований метаболического баланса». Американский журнал нефрологии . 19 (2): 226–33. дои : 10.1159/000013455. PMID  10213823. S2CID  32900603.
  150. ^ Уильямс HA (1904). Современное развитие химических и биологических наук. История науки: в пяти томах. Том. IV. Нью-Йорк: Харпер и братья. стр. 184–185 . Проверено 26 марта 2007 г.
  151. ^ Манчестер КЛ (декабрь 1995 г.). «Луи Пастер (1822-1895) - случай и подготовленный ум». Тенденции в биотехнологии . 13 (12): 511–5. дои : 10.1016/S0167-7799(00)89014-9. ПМИД  8595136.
  152. ^ Кинне-Сафран Э, Кинне РК (1999). «Витализм и синтез мочевины. От Фридриха Велера до Ганса А. Кребса». Американский журнал нефрологии . 19 (2): 290–4. дои : 10.1159/000013463. PMID  10213830. S2CID  71727190.
  153. ↑ Нобелевская лекция Эдуарда Бюхнера 1907 года. Архивировано 8 июля 2017 года на Wayback Machine по адресу http://nobelprize.org. Архивировано 5 апреля 2006 года на Wayback Machine . Доступ 20 марта 2007 года.
  154. ^ Корнберг Х (декабрь 2000 г.). «Кребс и его троица циклов». Обзоры природы. Молекулярно-клеточная биология . 1 (3): 225–8. дои : 10.1038/35043073. PMID  11252898. S2CID  28092593.
  155. ^ Кребс Х.А., Хензелейт К. (1932). «Untersuchungen über die Harnstoffbildung im tierkorper». З. Физиол. Хим . 210 (1–2): 33–66. дои : 10.1515/bchm2.1932.210.1-2.33.
  156. ^ Кребс HA, Джонсон WA (апрель 1937 г.). «Метаболизм кетоновых кислот в тканях животных». Биохимический журнал . 31 (4): 645–60. дои : 10.1042/bj0310645. ПМК 1266984 . ПМИД  16746382. 

дальнейшее чтение

Вводный

Передовой

Внешние ссылки

В Викиверситете есть учебные ресурсы по теме: Биохимия.
В Wikibooks есть дополнительная информация по теме: Метаболизм.
Поищите информацию о метаболизме в Викисловаре, бесплатном словаре.
Викискладе есть медиафайлы по теме «Метаболизм» .

Общая информация

Метаболизм человека

Базы данных

Метаболические пути