代謝調節とは何ですか？

代謝調節は、バクテリアからヒトまでのすべての細胞が生命に必要な化学プロセスを制御するプロセスです。 代謝は、代謝経路と呼ばれる複雑なステップ依存反応に編成されます。 酵素と呼ばれるユビキタスな特別なタンパク質は、これらの経路を制御する主な方法ですが、栄養素、老廃物、ホルモンの濃度が代謝率を制御できます。 代謝障害は、特定の経路の正常な調節を妨害する主要な酵素の欠如によって引き起こされる遺伝性疾患です。

代謝は、細胞呼吸から消化、成長、および生殖の基礎となる事象まで、生物が機能する化学反応を表します。 代謝経路と呼ばれるシステムはこれらの機能を調整し、通常は酵素と呼ばれるタンパク質によって開始または停止されます。 代謝調節は、生細胞がこれらの経路を指示できるようにするため、代謝の生物学的制御の基礎です。 非生物系では、化学反応の終了時に外部環境との平衡が生じ、生細胞が死滅します。 したがって、代謝調節は、恒常性と呼ばれる化学的にバランスのとれた状態に生体系を維持するのに役立ちます。

代謝調節の最も基本的な形態は、遺伝子が細胞に酵素を産生し、その量を調節するよう指示するときに発生します。 さらに、代謝経路では、分子が大幅に変化し、細胞によって使用されるか、処理されて経路の別のステップが生成されます。 基質と呼ばれるこれらの分子のいくつかは、濃度を介した代謝調節の効果的な手段です。 代謝経路の速度は、機能するために酵素に結合する必要がある基質の有効性と濃度に応じて変化します。 基質に加えて、酵素はしばしば他の酵素とビタミンに依存しています。

基質濃度によるより受動的な「フィードバック」のような代謝調節に加えて、ほとんどの多細胞生物には直接的な制御があります。 植物でさえ、ホルモンを使用して代謝を制御します。 高等動物では、代謝の外部調節は、酵素に直接作用するか、その生産を調節する遺伝子に影響を与えることにより、酵素活性を制御する化学シグナルから生じます。 代謝調節のいくつかの形式は、生化学プロセスが発生する時間の割合のみを変更します。 他のプロセスはプロセスをアクティブ化するか、プロセスの開始を妨げます。 動物では、代謝率が呼吸から体脂肪までの機能を制御します。

必須酵素をコードする遺伝子の数千の先天性欠損症を含む、代謝の多くの障害があります。 甲状腺の病気は代謝率を根本的に変え、肥満や飢nearに近い状態を引き起こします。 時には、病気の状態が原因で人間の代謝が過度に遅くまたは速くなり、医学的に治療される場合があります。 一部の薬物または栄養物質は、炭水化物または脂肪の消化に関与する経路の速度を変更することにより、代謝率を高めると言えます。 たとえば、糖尿病の患者では、糖代謝に対するホルモンインスリンの効果が損なわれ、正常な代謝調節を回復するために合成インスリンを投与する必要があります。