Изучение молекулярных основ обмена веществ

Существует два основных типа обмена веществ (метаболизма):

Катаболизм или диссимиляция - процесс расщепления сложных органических соединений, сопровождающийся выделением химической энергии при разрыве химических связей. Эта энергия запасается в фосфатных связях АТФ.

Анаболизм или ассимиляция - разветвленная система процессов биосинтеза сложных молекул с расходованием энергии АТФ.

Эти типы метаболизма к настоящему времени полностью расшифрованы. Не последнюю роль сыграла при этом фундаментальная для всего естествознания идея единства состава и механизмов функционирования живой природы независимо от уровня организации представляющих ее структур. Эта идея получила название концепции биохимического единства и возникла еще во второй половине прошлого века, но получила свое распространение благодаря голландским микробиологам А.Клюйверу и Г. Донкеру в 1926г.

В настоящее время накоплен богатый фактический материал о том, каким образом осуществляется регулировка метаболизма в клетках. Изучается специфика биокатализа (ферментативного катализа) и разрабатываются теоретические механизмы действия различных ферментов. Открыты так называемые аллостерические ферменты, в которых имеется два центра связывания с молекулами: один - связывающий и распознающий исходный субстрат, т.е. вещество, вступающее в данную реакцию, а другой -распознающий конечный и промежуточный продукты реакции. Второй центр, связываясь с продуктом реакции, изменяет свою конформацию (пространствен'ную структуру), что влияет на скорость биокатализа. Поэтому эти ферменты называют еще иначе: регулирующие ферменты или эффекторы.

Еще один способ регуляции биохимических процессов в живой клетке был обнаружен при исследовании механизмов передачи ионов через клеточную мембрану в 60-е годы. Оказалось, что часть химических веществ переносится через мембрану клетки в направлении противоположном естественному. Т.е. получается так, что молекулы ряда веществ устремляются не в то место, где их немного, а наоборот, - против их концентрационного потенциала. Клетка как бы "накапливает" такие молекулы. Такой вид "транспорта" называется активным и осуществляется за счет использования энергии расщепления фосфатных связей АТФ.

Невозможно перечислить все достижения в области исследования регуляции метаболизма клеток. Эта область постоянно развивается и радует нас новыми научными открытиями,

каждое из которых не перестает удивлять совершенством механизмов регуляции процессов обмена веществ, осуществляемых на макромолекулярном уровне.