» » » Что такое метаболиты?


Понимание метаболизма имеет решающее значение для понимания фенотипического поведения всех живых организмов (включая людей), где метаболизм является неотъемлемой частью здоровья и надлежащего функционирования. Метаболиты являются промежуточными продуктами метаболических реакций, катализируемых различными ферментами, которые естественным образом происходят в клетках. Этот термин обычно используется для описания небольших молекул.

Первичные метаболиты синтезируются клеткой, потому что они незаменимы для их роста. Значимыми представителями являются аминокислоты, спирты, витамины (В2 и В12), полиолы, органические кислоты, а также нуклеотиды (например, инозин-5′-монофосфат и гуанозин-5′-монофосфат).

Вторичными метаболитами являются соединения, продуцируемые организмом, которые не требуются для первичных метаболических процессов, хотя они могут иметь важные экологические и другие функции. Они включают лекарства, ароматизаторы, красители, пигменты, пестициды и пищевые добавки.

Метаболиты человека

Арахидоновая кислота является метаболитом простагландинов, и обе молекулы содержат сходные функциональные группы, они также имеют сходные физические свойства и демонстрируют почти одинаковые формулы. Кроме того, оба соединения связаны определенной группой ферментативно-катализируемых реакций с логическим прогрессированием химических изменений. Инозин-5′-монофосфат представляет собой метаболит, который возникает путем конденсации двух или более промежуточных продуктов (а именно фосфорибозилпирофосфата и глутамина) с односторонней направленностью, основанной на принципах свободного обмена энергией.

Стероидные гормоны образуются из холестерина посредством минимальных изменений в надстройке холестеринового кольца, что дает им биохимическую функциональность, отличную от исходной молекулы. Катехоламины (такие как норадреналин или допамин) возникают из аминокислоты тирозина необратимым путем.

Точному определению малых молекул препятствует тот факт, что они быстро теряют какое-либо сходство с родительской структурой. Метаболит также может представлять собой строительный блок более крупной структуры или деградированный продукт, предназначенный для экскреции.

Микробные метаболиты

Микробные метаболиты представляют собой удивительно разнообразный химический состав. Химическое разнообразие, обнаруженное в тысячах метаболитов, производимых микроорганизмами, остается непревзойденным ресурсом для открытия новых микробных соединений, которые могут быть полезны для человека.

Различие между первичными и вторичными метаболитами микроорганизмов не является прямым. Они часто производят не только один член класса метаболитов, но и сложную смесь аналогов (т.е. метаболитов с близкородственными химическими структурами).

Считается, что производство и выделение микробных вторичных метаболитов дают производителям конкурентное преимущество в их родной среде за счет подавления роста соседних видов, более эффективного кормления или некоторых других механизмов.

В области промышленной микробиологии алкоголь считается одним из наиболее распространенных первичных метаболитов, используемых для крупномасштабного производства. Этот метаболит используется для процессов, связанных с ферментацией, что приводит к конечным продуктам, таким как пиво и вино.

Лимонная кислота, которая производится Aspergillus niger, является одним из наиболее широко используемых ингредиентов в производстве продуктов питания, но также используется в фармацевтической и косметической промышленностях. Антимикробные метаболиты, такие как бафиломицин, гелданамицин, гербимицин, таутомицин и лептомицин, все играют важную роль в биопреобразованиях в клеточной биологии.

Примерами вторичных метаболитов, имеющих важное значение для здоровья человека, являются атропин и антибиотики, такие как эритромицин и бацитрацин. Атропин является вторичным метаболитом, который получают из различных растений.