วิถีเมแทบอลิซึม

ในทางชีวเคมี วิถีเมแทบอลิซึม (อังกฤษ: metabolic pathway) เป็นชุดของปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ ในแต่ละวิถี สารเคมีหลักจะเกิดปฏิกิริยาเคมีและเปลี่ยนไปเป็นสารอื่น โดยมีเอนไซม์เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา และมักต้องอาศัยแร่ธาตุ วิตามินและโคแฟกเตอร์อื่น ๆ จึงจะดำเนินไปอย่างเหมาะสม เพราะมีสารเคมีจำนวนมาก ("เมแทบอไลต์") เข้ามาเกี่ยวข้อง วิถีเมแทบอลิซึมจึงอาจค่อนข้างซับซ้อน ยิ่งไปกว่านั้น วิถีซึ่งแตกต่างกันจำนวนมากเกิดร่วมกันในเซลล์ หมู่วิถีนี้เรียกว่า เครือข่ายเมแทบอลิซึม วิถีเมแทบอลิซึมสำคัญต่อการรักษาภาวะธำรงดุล (homeostasis) ในสิ่งมีชีวิต วิถีแคแทบอลิซึมและแอแนบอลิซึมมักทำงานพึ่งพาอาศัยกันเพื่อสร้างโมเลกุลชีวภาพใหม่เป็นผลิตภัณฑ์สุดท้าย

วิถีเมแทบอลิซึมเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสารตั้งต้นทีละขั้นเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ใหม่ ผลิตภัณฑ์ที่ได้มานั้นสามารถนำไปใช้ได้สามทาง คือ

• นำไปใช้ทันที
• เป็นสารตั้งต้นในวิถีเมแทบอลิซึมอื่น เรียกว่า flux generating step
• เซลล์นำไปเก็บสะสมไว้

โมเลกุลที่เป็นสารตั้งต้นเข้าสู่วิถีเมแทบอลิซึมขึ้นอยู่กับความต้องการของเซลล์และการพร้อมใช้งานของสารตั้งต้น การเพิ่มความเข้มข้นของสารตัวกลางแอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึม และ/หรือ ผลิตภัณฑ์อาจส่งผลต่ออัตราเมแทบอลิซึมในแต่ละวิถีนั้น ๆ

ทั่วไป

วิถีเมแทบอลิซึมส่วนใหญ่จะมีคุณสมบัติทั่วไปดังนี้

• วิถีถูกควบคุมโดย การยับยั้งย้อนกลับ (feedback inhibition) หรืออาจเป็นวงจรที่ผลผลิตสุดท้ายไปเริ่มปฏิกิริยาใหม่อีกครั้ง เช่น วัฏจักรเครปส์
• วิถีแอแนบอลิซึมและแคแทบอลิซึมในยูแคริโอต จะถูกแยกโดยออร์แกเนลล์ หรือโดยการใช้เอ็นไซม์และโคแฟกเตอร์

รายการวิถีเมแทบอลิซึม

การหายใจระดับเซลล์

บทความหลัก: การหายใจระดับเซลล์

เป็นวิถีเมแทบอลิซึมที่เกิดในเซลล์จะเป็นไปเพื่อสลายโมเลกุลพลังงาน (fuel molecule) ไปเป็น ATP เพื่อนำพลังงานไปใช้ในกิจกรรมต่าง ๆ ของเซลล์

1. ไกลโคไลสิส (glycolysis)
2. การหายใจแบบไม่ใช้อากาศ (anaerobic respiration)
3. วัฏจักรเครปส์ (Krebs cycle)
4. ปฏิกิริยาออกซิเดทีฟฟอสโฟรีเลชัน (Oxidative phosphorylation)

วิถีอื่นที่เกิดในสิ่งมีชีวิตมีดังนี้:

• แฟตตีแอซิดออกซิเดชัน (Fatty acid oxidation-β-oxidation)
• การสร้างกลูโคส (Gluconeogenesis)
• วิถีเอชเอ็มจี-โคเอ รีดักเทส (HMG-CoA reductase pathway) (ไอโซพรีน โซ่พรีนิเลชั่น, ดู คอเลสเตอรอล)
• วิถีเพนโตสฟอสเฟต (hexose monophosphate shunt)
• วิถีการสังเคราะห์พอร์ไฟริน (heme synthesis)
• วัฏจักรยูเรีย

การสร้างสารประกอบพลังงานจากสสารที่ไม่มีชีวิต:

• การสังเคราะห์แสง (Photosynthesis-plants, algae)
• การสังเคราะห์เคมี (Chemosynthesis-some bacteria)

ดูเพิ่ม

• เมแทบอลิซึมของเซลล์

แหล่งข้อมูลอื่น

• Open Directory Project: Metabolic Pathways
• Metabolism, Cellular Respiration and Photosynthesis - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology
• KEGG: Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes