13.4. Метаболизм включает катаболические и анаболические пути (процессы распада и процессы синтеза)

Промежуточный метаболизм складывается из двух фаз - катаболизма и анаболизма. Катаболизм - это фаза, в которой происходит расщепление сложных органических молекул до более простых конечных продуктов. Углеводы, жиры и белки, поступившие извне с пищей или присутствующие в самой клетке в качестве запасных веществ, распадаются в серии последовательных реакций до таких соединений, как молочная кислота, и аммиак. Катаболические процессы сопровождаются высвобождением свободной энергии, заключенной в сложной структуре больших органических молекул. На определенных этапах соответствующих катаболических путей значительная часть свободной энергии запасается благодаря сопряженным ферментативным реакциям в форме высокоэнергетического соединения - аденозинтрифосфата (АТР). Часть ее запасается также в богатых энергией водородных атомах кофермента никотинамидаденин - динуклеотидфосфата, находящегося в восстановленной форме (сбозначается NADPH) (рис. 13-5).

Анаболизм, называемый также биосинтезом, - это та фаза метаболизма, в которой из малых молекул-предшественников, или «строительных блоков», синтезируются белки, нуклеиновые кислоты и другие макромолекулярные компоненты клеток. Поскольку биосинтез - это процесс, в результате которого увеличиваются размеры молекул и усложняется их структура, он требует затраты свободной энергии. Источником этой энергии служит распад АТР до ADP и неорганического фосфата. Для биосинтеза некоторых клеточных компонентов требуются также богатые энергией водородные атомы, донором которых является NADPH (рис. 13-5). Катаболические и анаболические реакции протекают в клетках одновременно, однако их скорости регулируются независимо катаболическим и анаболическим путями.

Рис. 13-5. Энергетические взаимосвязи между Катаболические пути поставляют химическую энергию в форме АТР и NAD PH Эта энергия используется на анаболических путях для биосинтеза макромолекул из небольших молекул-предшественников.