Метаболической сети в преподавании биохимии

Изложение материала в известных учебниках биохимии обычно подразделяется на две части: часть, посвященную характеристике химических свойств основных классов соединений живой природы, и часть, описывающую обмен веществ на основе классических представлений о метаболических путях. Недостатки и противоречивость систематизации информации об обмене веществ на основе классических представлений о метаболических путях уже обсуждались в первой главе. Одним из следствий этих недостатков является чрезмерная сложность биохимии для изучения.

Использование в преподавании биохимии представлений о симметрии метаболической сети могло бы заметно облегчить изучение биохимии. Большую помощь в этом может оказать метаболическая карта, построенная на основе симметрии сети реакций метаболизма. Тот факт, что симметрия метаболической сети на карте подчеркивает сходство химических свойств участвующих в метаболизме соединений, позволяет при изложении биохимии объединить вместе химическую характеристику соединений и описание их метаболизма.

Карта позволяет свести характеристику различных классов соединений к описанию рядов функциональных аналогов и образующихся из них биополимеров. При этом закономерное изменение углеродного скелета метаболитов в рядах облегчает запоминание их химических формул.

Периодическая форма карты позволяет на примере одного периода показать общие закономерности строения больших участков метаболической сети. Если для этого выбрать периоды, содержащие важные участки классических метаболических путей, например третий и шестой периоды в области обмена моносахаридов, включающие путь гликолиза и реакции пентозофосфатного цикла, или периоды IД и IIД в средней области карты, включающие реакции цикла Кребса, то можно сочетать традиционный подход к описанию метаболизма с подходом, учитывающим симметрию метаболической сети. Сходство между различными периодами позволяет ограничиться изучением у остальных периодов лишь отличающих их особенностей.

Общая организация каждой области карты такова, что знания последовательности соединений в одном ряду и строения одного периода, в принципе, достаточно для того, чтобы воспроизвести всю область в целом. Поэтому изучение биохимии с использованием карты может существенно облегчить полное овладение фактическим материалом и развить способность свободно ориентироваться в сети реакций метаболизма.