Metabolism

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Structura adenozintrifosfat (ATP), un intermediar fundamental pentru metabolism

În biochimie , metabolismul (din greacă μεταβολή înseamnă „schimbare“) este setul de transformări chimice , care sunt dedicate pentru a menține vitalitatea în celulele de vii organisme . Aceste enzimatice catalizate reacții permit organismelor să crească și să se reproducă, să mențină structurile lor și să răspundă la solicitările de împrejurimile lor. Cuvântul „metabolismul“ se poate referi , de asemenea , toate acele reacții chimice care au loc în organismele vii, inclusiv digestia și transportul substanțelor în interiorul celulelor si intre celule diferite, caz în care seria de reacții care au loc in interiorul celulelor se numește metabolismul intermediar.

Generalitate

Metabolismul este împărțită în general în două categorii: catabolism , care descompune materia organică și produce energie prin respirația celulară, și anabolism care utilizează energie pentru a construi diferite componente celulare, cum ar fi proteinele și acizii nucleici .

Reacțiile chimice ale metabolismului sunt organizate in cai metabolice , în care o substanță chimică trece printr - un proces de transformare printr - o serie de etape într -o altă substanță, datorită unei serii de enzime. Enzimele sunt esențiale pentru metabolismul, deoarece acestea permit organismelor să efectueze reacțiile chimice dorite, care necesită o cantitate de energie pe care nu le-ar permite să fie efectuate în mod spontan. Enzime acționează ca catalizatori care permit reacțiile să procedeze mai repede. De asemenea, acestea permit reglarea căilor metabolice, ca răspuns la schimbările în contextul celulei sau la semnale de la alte celule.

Sistemul metabolic al unui anumit organism determină care substanțele vor reprezenta o hrană pentru ea și care o otravă . De exemplu, unele procariotele folosesc hidrogenul sulfurat ca un nutrient care, cu toate acestea, este toxic pentru alte animale. [1]

O caracteristică specială a metabolismului este similitudinea componentelor și căilor metabolice de bază între vii specii , chiar foarte diferite unele de altele. [2] De exemplu, setul de acizi carboxilici , care sunt cunoscuți ca intermediari ai ciclului acidului citric sunt prezente în toate organismele cunoscute, care au fost găsite în specii diverse precum unicelulară bacteria Escherichia coli și în organisme multicelulare mari , cum ar fi elefanți . [3] Aceste similitudini sugereaza ca cai metabolice , probabil , a apărut devreme în istoria evoluției și au fost păstrate datorită eficienței lor. [4] [5]

Compuși chimici principali

Structura unei trigliceride

Cele mai multe dintre structurile care alcătuiesc animalele , plantele și microbii sunt formate din trei clase moleculare de bază: aminoacizi , carbohidrați și lipide (adesea numite „grăsimi“). Deoarece aceste molecule sunt esentiale pentru viata, majoritatea reacțiilor metabolice se concentreze pe sinteza acestor molecule care va servi pentru construirea de celule și țesuturi . Aceste molecule biochimice pot fi unite pentru a forma polimeri , cum ar fi ADN și proteine , esențiale macromolecule ale vieții.

Tipul de moleculă Numele monomerului formei Denumirea polimerului formei Exemple de forme polimerice
Amino acid Aminoacizi Proteine (numite polipeptide) Fibroase proteine, proteine globulare
Carbohidrați Monozaharide Polizaharide Amidon , glicogen și celuloză
Acizi nucleici Nucleotidă Polinucleotida ADN și ARN

Aminoacizi și proteine

Proteinele sunt compuse din aminoacizi aranjate într - un lanț liniar unite prin legături peptidice . Multe proteine ​​sunt enzime care catalizează reacțiile chimice ale metabolismului. Alte proteine au funcții structurale sau mecanice, cum ar fi cele care formează citoscheletului , un sistem structural care menține forma celulei. [6] Proteine de asemenea , joacă un rol important în semnalizarea celulară , răspunsul imun , adeziunea celulară, transport activ prin membrane și în ciclul celular . [7]

Aminoacizi contribuie la metabolismul energetic celular prin asigurarea unei surse de carbon care intră în ciclul acidului citric (ciclul acidului tricarboxilic), [8] în special atunci când o sursă de energie primară, cum ar fi glucoza , este redusă sau când celula este supusă unui stres metabolic . [9]

Lipidele

Lipidele sunt cele mai divers grup de compuși biochimici. Funcția lor principală este aceea de elemente structurale care formează o parte a membranelor biologice, interne și externe, cum ar fi membrana celulară , sau poate fi utilizat ca sursă de energie. [7] Lipidele sunt în general definite ca hidrofobe sau amfipatice molecule biologice , dar se dizolvă în solvenți organici , cum ar fi benzen sau cloroform . [10] Grăsimile sunt un mare grup de compuși care conțin acizi grași și glicerol ; o moleculă de glicerol atașat la trei esteri ai acizilor grași numite trigliceride . [11] Mai multe variante ale acestei structuri de bază, exit inclusiv magistralelor alternative precum sphingosine în sfingolipide și grupări hidrofile , cum ar fi fosfatul în fosfolipide . Steroizi , cum ar fi colesterolul , reprezintă o altă clasă mare de lipide. [12]

Carbohidrați

Glucoza poate exista atât în formă liniară și inel

Carbohidrații sunt aldehide sau cetone , cu multe legate grupări hidroxil , care pot exista ca liniare sau inel lanțuri ; cei cu o catenă liniară sunt mult mai reactive în sensul glicare (cu toate acestea, cel puțin în ceea ce privește glucoza și fructoza sunt în cauză, izomerul liniar reprezintă mai puțin de 1% din compusul total). Carbohidrații sunt cele mai importante molecule biologice și joacă mai multe roluri, cum ar fi conservarea și transportul energiei ( amidon , glicogen ) și sinteza componentelor structurale ( celuloză în plante, chitină la animale). [7] Unitățile de bază ale carbohidratii sunt numite monozaharide și includ galactoză , fructoză și în special glucoza . Monozaharidele pot fi legate împreună pentru a forma polizaharide în moduri diferite aproape nelimitate. [13]

Nucleotide

Cei doi acizi nucleici , ADN și ARN , sunt polimeri de nucleotide . Fiecare nucleotidă este compus dintr - un fosfat legat de un grup de zahăr riboză sau dezoxiriboză , care este la rândul său , legat de o bază azotată . Acizii nucleici sunt fundamentale pentru conservarea și utilizarea de informații genetice și , datorită sale de interpretare la procesele de transcriere și biosinteza proteinelor. [7] Aceste informații sunt protejate prin repararea ADN - ului mecanisme și transmise prin replicarea ADN - ului . Multe virusuri au un ARN genomului , cum ar fi HIV , care foloseste revers transcriere pentru a face un șablon ADN din genomul sau ARN viral. [14] ARN - ul conținut în ribozomi , cum ar fi spliceosom și ribozomi , este similar cu enzime și ca ei este capabil cataliza reacții chimice. Individuale nucleozidele sunt realizate prin legarea unei baze azotate la un zahăr riboză. Aceste baze sunt inele heterociclice care conțin azot și clasificate ca purine sau pirimidine . Nucleotidele , de asemenea , acționează ca coenzime în reacțiile de transfer metabolice. [15]

coenzime

Metabolism implică o gamă largă de reacții chimice, dar cele mai multe dintre ele se încadrează în anumite tipuri de bază care implică transferul de grupări funcționale ale atomilor și legăturile acestora din molecule. [16] Această chimie comună permite celulelor să utilizeze un set mic de intermediari metaboliți pentru a transporta compuși chimici între reacțiile. [15] Acești intermediari de transfer sunt numite coenzime . Fiecare reacție care implică intermediarii de transfer se realizează printr - un anumit coenzimă, care acționează ca un substrat pentru anumite enzime produse și pentru unele enzime consumate. Prin urmare, aceste coenzime sunt sintetizate în mod continuu, consumate și reciclate. [17] Cantitatea lor existentă este modulată prin efectul de feedback, adică raportul dintre substrat și produs.

Un coenzima foarte important este adenozin trifosfat (ATP), definit ca universală „moneda de energie“ , a celulelor. Această nucleotidă este utilizat pentru a transfera energie chimică între diferite reacții. Există doar o mică cantitate de ATP prezente în celulele, dar este în mod constant regenerat. [17] ATP acționează ca o punte între catabolismul și anabolismul. pauze catabolism jos molecule, in timp ce anabolismul le aduce împreună. Reacțiile catabolice generează ATP și reacțiile anabolizanți consuma. ATP , de asemenea , servește ca un purtător de grupări fosfat în fosforilare reacții.

Vitamina A este un compus organic, necesar în cantități mici, care nu pot fi sintetizate de celule. În nutriția umană, cele mai multe vitamine îndeplinește rolul de coenzima după ce a fost modificată; de exemplu, toate vitaminele solubile în apă sunt fosforilate sau cuplate la nucleotide atunci când sunt utilizate în celule. [18] nicotinamida adenin dinucleotid (NAD +), un derivat de vitamina B 3 ( niacin ), este o coenzima importanta care actioneaza ca un hidrogen acceptor. Sute de tipuri distincte de dehidrogenaze elimina electronii din substraturile lor și pentru a reduce NAD + la NADH. Această formă redusă a coenzimei este , prin urmare , un substrat pentru orice reductaza pentru celulele care au nevoie pentru a reduce substraturile lor. [19] In celula, NAD + există în două forme înrudite, NADH și NADPH. Formularul NAD + / NADH este mai important în reacțiile catabolice, în timp ce forma NADP + / NADPH este utilizat în reacțiile anabolice.

Minerale și cofactori

Elemente anorganice, de asemenea, joaca un rol fundamental în metabolismul; unele sunt abundente (de exemplu , sodiu și potasiu ), în timp ce altele îndeplini funcția lor la concentrații minime. Aproximativ 99% dintr - un mamifer în masă „s este formată din carbon , azot , calciu , sodiu , clor , potasiu , hidrogen , fosfor , oxigen și sulf . [20] Compuși organici (proteine, lipide și carbohidrați) conțin cea mai mare parte carbon si azot; cele mai multe dintre oxigen și hidrogen sunt prezente sub formă de apă . [20] Să considerăm că o mare parte a hormonilor (în special steroizi și peptide) induc (prin receptori care sunt pompe de ioni real) o variație a cantității de săruri dizolvate în citoplasmă, această variație determină efecte asupra activitatii celulă; alți hormoni, cum ar fi adrenalina, de lucru, fără a afecta presiunea osmotică, prin mesageri intracelulari ( „mesagerilor secundari“).

Elementele anorganice abundente acționează ca ionici electroliti . Cele mai importante ionii sunt sodiu, potasiu, calciu, magneziu, clorură , fosfat și carbonat acid . Menținerea precise gradienților de ioni prin membranele celulare permite să mențină corect presiunea osmotică și dreapta pH valori. [21] Ionii sunt de asemenea fundamentale pentru nervi si functia musculare: de fapt mecanismul de potențiale de acțiune în aceste țesuturi se realizează datorită schimbului de electroliți între extracelular fluid și citosol , fluidul din interiorul celulei. [22] Electroliții se pot deplasa în și în afara celulelor datorită proteine numite canale ionice din membrana celulară . De exemplu, contracția musculară depinde de mișcarea de calciu, sodiu și potasiu prin canalele ionice ale membranei celulare și tubulii transversale . [23]

Metalele de tranziție sunt de obicei prezente în organism ca oligoelemente , cu zinc și fier , fiind cel mai abundent. [24] [25] Aceste metale sunt folosite in anumite proteine ca cofactori și sunt esențiale pentru activitatea anumitor enzime precum calazelor și proteine purtătoare de oxigen , cum ar fi hemoglobina . [26] cofactori metal sunt strâns legate de anumite site - uri de proteine; deși cofactori enzimatice pot fi modificate în timpul cataliza, se întorc mereu la starea lor inițială, la sfârșitul reacției catalizată. Micronutrienți metalice sunt supuse transportori specifice si se leaga de proteine de rezervă, cum ar fi feritina sau metalotioneina , atunci când nu este în uz. [27] [28]

Catabolism

Catabolism este setul de procese metabolice capabile de rupere jos molecule mari. Acestea includ descompunerea și oxidarea moleculelor de toxiinfecție alimentară. Scopul reacțiilor catabolice este de a furniza energia și componentele necesare pentru reacțiile anabolizanți. Natura exactă a acestor reacții catabolice diferă de la organism la organism și organismele însele pot fi clasificate în funcție de sursele lor de energie, așa cum se arată în tabelul de mai jos. Moleculele organice sunt utilizate ca sursă de energie prin organotrophs, în timp ce lithotrophs folosesc substraturi anorganice și fototrofice pentru captarea luminii solare ca energie chimică. Cu toate acestea, toate aceste forme diferite de metabolism depinde de reacțiile redox care implică transferul de electroni de la molecule donator, cum ar fi molecule organice, apă, amoniac , hidrogen sulfurat , la molecule acceptor cum ar fi oxigen, nitrat sau sulfat. [29] La animale, aceste reacții implică molecule organice complexe , care sunt metabolizați la molecule simple, cum ar fi dioxidul de carbon și apă . In fotosintetice organisme, cum ar fi plantele și cianobacterii , aceste reacții de transfer de electroni nu eliberează energie, ci sunt folosite ca o modalitate de a stoca cea absorbită de lumina soarelui. [30]

Clasificarea organismelor bazate pe metabolismul lor
Sursa de energie Lumina soarelui Fotografie- -trophies
molecule preformați chemo-
donori de electroni Compusi organici Organ-
Compuși anorganici litiu-
sursa de carbon Compusi organici hetero-
Compuși anorganici Mașină-

Cele mai frecvente Grupul de reacții catabolice la animale pot fi împărțite în trei faze principale. In primele molecule organice, mari, cum ar fi proteine, polizaharide sau lipide sunt digerate în componentele lor mai mici, în afara celulelor. Aceste molecule mai mici sunt apoi preluate de celule și transformate în molecule mai mici, de obicei , coenzima A , eliberând o anumită energie. In final, acetil grupul CoA este oxidat la apă și bioxid de carbon în ciclul acidului citric și lanțul de electroni de transport , eliberând energia stocată prin reducerea coenzima nicotinamid adenin dinucleotid (NAD +) la NADH.

Digestie

Macromolecule cum ar fi amidonul , celuloza sau proteinele nu pot fi absorbite rapid de celule și trebuie defalcate în compuși mai mici , înainte ca acestea pot fi utilizate în metabolismul celular. Mai multe enzime efectua această sarcină și includ proteazele care digeră proteinele în aminoacizi , precum și hidrolaze glicozidice care digeră polizaharide în zaharuri simple, cunoscute sub numele de monozaharide .

Microbii enzime digestive , pur și simplu secrete în mediul înconjurător, [31] [32] în timp ce animalele le secreta exclusiv din celule specializate să prezinte în viscerele lor. [33] Aminoacizii sau zaharuri create de aceste enzime extracelulare sunt apoi inserate în celule prin proteine active de transport. [34] [35]

Energia obținută din compuși organici

Diagrama simplificată a catabolismul proteinelor , carbohidraților și lipidelor

Catabolismul de carbohidrati este format din defalcarea lor în unități mai mici. Carbohidratii sunt de obicei luate în celule după ce au fost digerate în monozaharide . [36] O dată în interiorul, principala cale de cădere este glicoliza , în cazul în care zaharuri, cum ar fi glucoza și fructoza , sunt transformate în piruvat și ATP este generat. [37] piruvat este un intermediar în mai multe cai metabolice, dar majoritatea este transformată în acetil-CoA , care alimentează ciclul acidului citric . Deși un număr de PCAS sunt sintetizate în ciclul acidului citric, produsul cel mai important este NADH, care este alcătuit din NAD + din oxidarea acetil-CoA. Această reacție comunicatelor de dioxid de carbon ca produs rezidual. În condiții anaerobe, glicoliza produce lactat , prin enzima l-lactat dehidrogenaza re-oxideaza NADH la NAD + pentru reutilizarea în glicolizei. O cale alternativă pentru degradarea glucozei este pentoze calea de fosfat , care reduce coenzima NADPH și produce pentoze , cum ar fi riboza , componenta de zahăr a acizilor nucleici.

Grăsimile sunt catalizate prin hidroliza acizilor grași liberi și glicerol. Glicerolul intră glicoliză și acizii grași sunt descompuse prin oxidarea beta pentru a elibera acetil-CoA, care este apoi alimentată în ciclul acidului citric. Acizii grași eliberați mai multă energie în timpul oxidării decat carbohidratii, deoarece carbohidratii contin mai mult oxigen în structurile lor. Steroizii sunt , de asemenea , defalcate în funcție de unele bacterii într - un proces similar de oxidare beta duce la eliberarea unor cantități semnificative de acetil-CoA, propionil-CoA și piruvatul, care pot fi utilizate de către celula pentru energie. Mycobacterium tuberculosis poate , de asemenea , datorită live lipidelor colesterolului ca singura sursă de carbon și genele implicate în calea folosirii colesterolului sunt importante în timpul diferitelor etape ale infectiei ciclului acestei bacterii responsabile pentru tuberculoza . [38]

Aminoacizi sunt utilizate pentru a sintetiza proteine si alte biomolecule sau oxida uree și bioxid de carbon ca sursă de energie. [39] Calea de oxidare începe cu îndepărtarea grupării amino cu o transaminază . Gruparea amino este alimentat în ciclul ureei , lăsând un schelet de carbon deaminat sub forma unui ceto acidul . Multe dintre aceste cetonici acizi sunt intermediari ai ciclului acidului citric, de exemplu , acid 2-cetoglutaric permite dezaminarea formelor de acid glutamic . [40] Acizii glicogenică amino pot fi , de asemenea , transformată în glucoză, prin gluconeogeneza . [41]

transformări energetice

fosforilării oxidative

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: oxidativa fosforilare , Chemosmosis, și mitocondrie .

Mulțumită fosforilării oxidative , electronii îndepărtate din moleculele organice sunt transferate la oxigen și energia eliberată este folosită pentru a sintetiza ATP. Acest procedeu este realizat în eucariotele de o serie de proteine in membranele mitocondriale care formează lanțul de transport de electroni . In procariote , aceste proteine se găsesc în membrana internă a celulei. [42] Aceste proteine folosesc energia degajată de trecerea electronilor din molecule mici, cum ar fi NADH, pompa de protoni prin membrană. [43]

Funcționarea ATP sintază . ATP este prezentat în roșu, ADP și fosfat în roz, iar subunitatea de filare în negru

Pomparea protoni (adică hidrogen + ion) din mitocondrie creează o diferență, prin membrană, în concentrația protonilor în sine, stabilind astfel un gradient de electrochimic . [44] Gradientul acționează ca o forță care împinge protonii înapoi în mitocondriile, datorită enzimei sintetaza ATP . Fluxul de protoni determină subunitatea să se rotească, determinând situsul activ al domeniului sintaza pentru a schimba forma și phosphorilize adenozin difosfat , transformând - o în ATP. [17]

Energia provenită din compuși anorganici

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: ciclu de azot .

Chemolithotrophism este un tip de metabolism utilizat de procariote , datorită cărora le obțin energie din oxidarea compușilor anorganici. Aceste organisme pot utiliza hidrogen , [45] compuși cu sulf redus (cum ar fi sulfurat , hidrogen sulfurat și tiosulfatul ), [1] oxid feros [46] sau amoniac [47] ca surse de reducere a puterii și de obținere a energiei din oxidarea acestor compuși cu electroni acceptori , cum ar fi oxigenul sau nitrit . [48] Aceste procese microbiene sunt importante în ciclurile biogeochimice globale precum acetogenezei , nitrificarea și denitrificarea și sunt critice pentru fertilitatea solului. [49] [50]

Energia de lumină

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: fototrofie , Photophosphorylation și cloroplaste .

Energia de la lumina soarelui este captat de plante, cianobacterii , bacteriile purpurii , chlorobi și unele protiste . Acest proces este adesea cuplat cu conversia dioxidului de carbon în compuși organici, ca parte a fotosintezei . Procesele de captare a energiei și fixarea carbonului ulterioară poate funcționa totuși separat în procariote, la fel ca bacteriile violet si verde poate folosi lumina solară ca sursă de energie, în timp ce sortarea fixarea carbonului și fermentarea compușilor organici. [51] [52]

In multe organisme captarea energiei solare este similară, în principiu, fosforilarea oxidativă, deoarece implică stocarea energiei ca un gradient de concentrație de protoni și, prin urmare, această forță motrice proton împinge sinteza ATP. [17] Electronii necesare pentru realizarea acestui lanț de transport provin din centrul de reacție fotosintetic sau rhodopsins . Centrele de reacție sunt clasificate în două tipuri în funcție de tipul de fotosintetic pigment prezent; în timp ce cele mai multe bacterii fotosintetice au doar una, plantele și cianobacterii au două. [53]

La plante, alge și cianobacterii, photosystem II utilizeaza energia luminoasa pentru a scoate electronii din apa, eliberând oxigen ca produs rezidual. Electronii apoi curge spre reductaza plastoquinol-plastocyanin , care folosește energia lor de a pompa de protoni din întreaga tilacoidă membrana în cloroplast . [17] Acești protoni muta înapoi prin membrana ca ghidat de ATP sintaza. Electronii curge apoi prin photosystem I și pot fi folosite fie pentru a reduce coenzima NADP + pentru utilizare în ciclul Calvin sau reciclate pentru producția ulterioară ATP. [54]

Anabolism

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: anabolism .

Anabolismul este setul de procese metabolice constructive unde energia eliberată de catabolism este folosit pentru a sintetiza molecule complexe. În general, moleculele complexe care alcatuiesc diferitele structuri de celule sunt formate din precursori mici și simple. Anabolism implica trei faze de bază. În primul rând, producția de precursori , cum ar fi aminoacizi , monozaharide , isoprenoids și nucleotide , pe de altă parte, activarea lor în forme reactive care utilizarea energiei din ATP și, în al treilea rând, asamblarea acestor precursori în molecule complexe , cum ar fi proteine , polizaharide , lipide și acizi nucleici .

Organismele diferă în numărul de molecule de celule lor pot sintetiza pentru ei înșiși. Autotrofe organisme, cum ar fi plante, pot face molecule organice complexe, cum ar fi polizaharide și proteine din molecule simple , cum ar fi dioxidul de carbon si apa. Heterotrophs, pe de altă parte, necesită o sursă externă de substanțe mai complexe, cum ar fi monozaharide și aminoacizi, pentru producerea acestor molecule complexe. Microorganismele pot fi clasificate în continuare de către sursa ultimă a energiei lor: photoautotrophic și fotoeterotrofi obține energie de lumină, în timp ce chemoautotrophs și chemocheterotrofi obținut a din reacțiile de oxidare anorganici. [ fără sursă ]

fixare de carbon

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Fotosinteza , Carbon Fixation , și chemosynthesis .

Fotosinteza este sinteza carbohidraților cu ajutorul luminii solare și dioxid de carbon (CO 2). La plante, cianobacterii și alge, oxygenic fotosinteză șpalturi moleculele de apă, producând oxigen ca produs rezidual. Acest proces se utilizează ATP și NADPH produs de fotosintetice reacție centre, așa cum este descris mai sus, pentru a transforma CO 2 în 3-fosfoglicerat , care poate fi apoi transformată în glucoză . Această reacție de fixare a carbonului este permisă datorită enzimei ribulozo bifosfat carboxilazei , parte a ciclului Calvin-Benson. [55] se poate produce trei tipuri diferite de fotosinteză: C3 , C4 și CAM fotosinteză . Aceste trei diferă în modul care aduce dioxidul de carbon la ciclul Calvin, în C3 CO 2 este fixat în mod direct, în timp ce în C4 si CAM CO 2 este încorporat în primul rând în alți compuși, ca și adaptări pentru a face față cu lumina intensă a soarelui și condiții uscate . [56]

În fotosintetice procariote, mecanismele de fixare de carbon sunt mai diverse. Aici, dioxidul de carbon poate fi fixat prin ciclul Calvin-Benson, un ciclu inversat de acid citric [57] sau prin carboxilarea acetil-CoA. [58] [59] I procarioti chemioautotrofi fissano anch'essi la CO 2 grazie al ciclo di Calvin-Benson, ma utilizzano l'energia da composti inorganici per innescare la reazione. [60]

Carboidrati e glicani

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Gluconeogenesi , Ciclo del gliossilato , Glicogenosintesi e Glicosilazione .

Nell'anabolismo dei carboidrati , gli acidi organici semplici possono essere convertiti in monosaccaridi, come il glucosio, e quindi utilizzati per assemblare polisaccaridi come l'amido. La generazione di glucosio da composti come il piruvato, il lattato, il glicerolo, il glicerato 3-fosfato e gli aminoacidi è chiamato gluconeogenesi . La gluconeogenesi converte il piruvato in glucosio-6-fosfato con una serie di prodotti intermedi, molti dei quali sono condivisi con la glicolisi. [37] Tuttavia, questa via non è semplicemente l'inverso della glicolisi, infatti molte reazioni sono catalizzate da enzimi non glicolitici, la cui presenza è modulata dall'effetto feedback. Questo è importante in quanto consente la formazione e la regolamentazione del glucosio a parte, impedendo che entrambi i percorsi vengano eseguiti contemporaneamente in un ciclo futile. [61] [62]

Anche se i lipidi sono un modo comune di immagazzinare energia, nei vertebrati come gli esseri umani, gli acidi grassi non possono essere convertiti in glucosio attraverso la gluconeogenesi, come questi organismi non possono convertire acetil-CoA in piruvato; le piante sono in grado di farlo, ma gli animali non dispongono del meccanismo enzimatico necessario. [63] Come risultato, dopo un lungo periodo di affamamento i vertebrati devono produrre corpi chetonici dagli acidi grassi per sostituire il glucosio nei tessuti poiché il cervello non può metabolizzarli. [64] Altri organismi come piante e batteri risolvono il problema utilizzando il ciclo metabolico gliossilato, che bypassa la decarbossilazione nel ciclo dell'acido citrico e permette la trasformazione di acetil-CoA in ossalacetato , dove può essere utilizzato per la produzione di glucosio. [63] [65]

I polisaccaridi ei glicani sono fatti da sequenze aggiunte di monosaccaridi da glicosiltrasferasi grazie a un donatore di glucosio, come l' uridina difosfoglucosio (UDP-glucosio) a un gruppo accettore ossidrile su un polisaccaride. Come uno dei gruppi idrossilici sull'anello del substrato può essere un accettore, i polisaccaridi prodotti possono avere strutture lineari o ramificate. [66] I polisaccaridi prodotti possono avere loro stessi funzioni strutturali o metaboliche, o essere trasferiti ai lipidi e proteine grazie a enzimi chiamati oligosaccariltrasferasi . [67] [68]

Acidi grassi, isoprenoidi e steroidi

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Sintesi degli acidi grassi .
Versione semplificata della via di sintesi degli steroidi con gli intermedi isopentenil pirofosfato (IPP), dimetilallil pirofosfato (DMAPP), geranil pirofosfato (GPP) e squalene . Per una maggior chiarezza, alcuni prodotti intermedi sono stati omessi.

Gli acidi grassi vengono prodotti grazie alla sintesi degli acidi grassi che polimerizzano e quindi riducono le unità acetil-CoA. Le catene acide negli acidi grassi sono estese da un ciclo di reazioni che aggiungono il gruppo acile, ridurlo a un alcool, disidratarlo a un gruppo di alcheni e poi ridurlo nuovamente a un gruppo alcano. Gli enzimi della biosintesi degli acidi grassi sono suddivisi in due gruppi: negli animali e nei funghi tutte le reazioni di sintesi di acido grasso sono svolte da una singola proteina multifunzionale di tipo I, [69] nei plastidi vegetali e nei batteri un enzima separato di tipo II compie ogni fase del percorso. [70] [71]

I terpeni e gli isoprenoidi sono una grande classe di lipidi che includono i carotenoidi e formano la più grande classe dei vegetali prodotti naturali. [72] Questi composti sono sintetizzati dall'assemblamento e dalla modifica delle unità di isoprene donate dai precursori reattivi isopentenil pirofosfato e dimetilallil pirofosfato . [73] Questi precursori possono essere realizzati in modi diversi. Negli animali e negli archeobatteri, lavia metabolica dell'acido mevalonico produce questi composti dall'acetil-CoA, [74] mentre nelle piante e nei batteri la via metabolica del metileritritolo fosfato utilizza piruvato e gliceraldeide-3-fosfato come substrati. [73] [75] Una reazione importante che utilizza questi donatori è la biosintesi degli steroidi. Qui, le unità di isoprene sono unite insieme per fare squalene per poi essere ripiegate a formare una serie di anelli per creare il lanosterolo . [76] Il lanosterolo poi può essere convertito in altri steroidi, come il colesterolo e l' ergosterolo . [76] [77]

Proteine

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Sintesi proteica .

Organismi variano nella loro capacità di sintetizzare i 20 aminoacidi comuni. La maggior parte dei batteri e le piante possono sintetizzarli tutti venti, ma i mammiferi possono solo sintetizzare gli undici aminoacidi non essenziali, così i nove amminoacidi essenziali devono essere ottenuti dall'alimentazione. [7] Alcuni parassiti semplici, come il batterio Mycoplasma pneumoniae , sono totalmente privi della sintesi degli aminoacidi e devono assimilarli direttamente dai loro ospiti. [78] Tutti gli amminoacidi sono sintetizzati da prodotti intermedi della glicolisi, dal ciclo dell'acido citrico o dalla via dei pentoso fosfati. L'azoto viene fornito dal glutammato e glutammina . La sintesi degli aminoacidi dipende dalla formazione dell'alfa-cheto acido appropriato, che viene poi transaminato per formare un amminoacido. [79]

Gli aminoacidi uniti in una catena di legami peptidici formano le proteine. Ogni proteina possiede una sequenza unica di residui aminoacidici che rappresenta la sua struttura primaria . Così come le lettere dell'alfabeto possono essere combinate per formare una varietà quasi infinita di parole, gli aminoacidi possono essere collegati in varie sequenze per formare una grande varietà di proteine. Le proteine sono costituite da aminoacidi che sono stati attivati dal fissaggio a una molecola di RNA transfer tramite un legame estere. Questo precursore-tRNA viene prodotto in una reazione ATP-dipendente effettuata da un amminoacil-tRNA sintetasi . [80] Questo tRNA è quindi un substrato per il ribosoma , che unisce l'amminoacido alla catena proteica, utilizzando la sequenza delle informazioni contenute nell' RNA messaggero . [81]

Sintesi dei nucleotidi e recupero

I nucleotidi vengono sintetizzati grazie agli amminoacidi, all'anidride carbonica e all' acido formico in percorsi che richiedono grandi quantità di energia metabolica. [82] Di conseguenza, la maggior parte degli organismi dispongono di sistemi efficaci per mantenere i nucleotidi preformati. [82] [83] Le purine sono sintetizzate come nucleosidi (basi allegata al ribosio). [84] Sia l' adenina sia la guanina sono sintetizzate dal precursore nucleoside inosina monofosfato , che viene, a sua volta, sintetizzato utilizzando atomi degli amminoacidi. Le pirimidine, d'altra parte, sono sintetizzate dall' acido orotico , che è formato da glutammina e aspartato. [85]

Xenobiotici e metabolismo ossidoriduttivo

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Metabolismo dei farmaci e Antiossidante .

Tutti gli organismi sono costantemente esposti a composti che non possono utilizzare come alimenti e che risulterebbero dannosi se si accumulassero nelle cellule, in quanto non possiedono alcuna funzione metabolica. Questi composti potenzialmente dannosi sono detti xenobiotici . [86] Gli xenobiotici, quali le droghe sintetiche , i farmaci , i veleni naturali e gli antibiotici , vengono metabolizzati da una serie di enzimi specifici. Negli esseri umani, essi includono il citocromo P450 , [87] il glucuronosiltransferasi , [88] e glutatione S-transferasi. [89] Questo sistema consiste in tre azioni eseguite dagli enzimi, la prima consiste nell'ossidazione dei xenobiotici (fase I) con la successiva coniugazione di gruppi idrosolubili in una molecola (fase II). Gli xenobiotici idrosolubili modificati possono quindi essere espulsi dalle cellule e, negli organismi multicellulari, possono essere ulteriormente metabolizzati prima di essere escreti (fase III). Nell' ecologia queste reazioni sono particolarmente importanti per la biodegradazione microbica degli inquinanti e per il biorisanamento di terreni contaminati. [90] Molte di queste reazioni microbiche vengono condivise con gli organismi multicellulari, ma a causa della incredibile diversità di tipi di microbi questi organismi sono in grado di affrontare una gamma molto più ampia di xenobiotici rispetto agli organismi pluricellulari e sono anche in grado di degradare gli inquinanti organici persistenti come i composti organoclorurati. [91]

Un problema correlato per gli organismi aerobici è lo stress ossidativo . [92] Infatti i processi della fosforilazione ossidativa e la formazione di legami disolfuro durante il ripiegamento proteico producono specie reattive dell'ossigeno come il perossido di idrogeno . [93] Questi ossidanti dannosi vengono rimossi dai metaboliti antiossidanti , come il glutatione e gli enzimi quali catalasi e perossidasi . [94] [95]

Termodinamica di organismi viventi

Gli organismi viventi devono obbedire alle leggi della termodinamica che descrivono il trasferimento di calore e lavoro . Ilsecondo principio della termodinamica afferma che in ogni sistema chiuso , la quantità di entropia (disordine) non può diminuire. Anche se gli organismi viventi più complessi sembrano contraddire questa legge, la vita è possibile in quanto tutti gli organismi sono sistemi aperti che scambiano materia ed energia con l'ambiente circostante. In questo modo le specie viventi non si trovano in equilibrio termodinamico , ma sono invece sistemi dissipativi che mantengono il loro stato di elevata complessità comportando un maggiore incremento dell' entropia dei loro ambienti. [96] Il metabolismo di una cellula ottiene questo accoppiando i processi spontanei del catabolismo ei processi non spontanei dell'anabolismo. Nei termini della termodinamica del non equilibrio , il metabolismo mantiene l'ordine, creando disordine. [97]

Regolazione e controllo

Poiché gli ambienti dove vive la maggior parte degli organismi sono in costante evoluzione, le reazioni metaboliche devono essere finemente regolate per mantenere una serie costante di condizioni all'interno delle cellule, chiamata omeostasi . [98] [99] La regolazione metabolica consente anche agli organismi di rispondere ai segnali ea interagire attivamente con i loro ambienti. [100] Due concetti strettamente legati sono importanti per capire come le vie metaboliche vengono controllate. In primo luogo, un enzima regola una via aumentando o diminuendo la sua attività in risposta a segnali. In secondo luogo, il controllo esercitato da questo enzima è dato dagli effetti che questi cambiamenti hanno sulla via su cui interagisce. [101] Per esempio un enzima può mostrare grandi variazioni di attività, ma se questi cambiamenti hanno uno scarso effetto sul flusso di una via metabolica, allora questo enzima non è coinvolto nel controllo del percorso. [102]

Effetto dell'insulina sulla captazione del glucosio e sul metabolismo

Vi sono più livelli di regolazione del metabolismo. Nel regolamento intrinseco la via metabolica si auto-regola per rispondere ai cambiamenti dei livelli dei substrati o dei prodotti; per esempio, una diminuzione della quantità di un prodotto può aumentare la via metabolica per compensarlo. [103] Questo tipo di regolazione comporta spesso una regolazione allosterica delle attività di più enzimi della via. [104] Il controllo estrinseco comporta che una cellula di un organismo multicellulare cambi il suo metabolismo in risposta a segnali provenienti da altre cellule. Generalmente questi segnali sono in forma di messaggeri solubili, come ormoni e fattori di crescita, e vengono rilevati da specifici recettori presenti sulla superficie delle cellule. [101] Questi segnali vengono quindi trasmessi all'interno della cellula da un secondo messaggero che spesso coinvolge la fosforilazione delle proteine. [105]

Un esempio molto ben studiato di un controllo estrinseco è la regolazione del metabolismo del glucosio da parte dell'ormone insulina . [106] L'insulina viene prodotta in risposta agli aumenti dei livelli di glucosio nel sangue. Il legame dell'ormone ai recettori dedicati sulle cellule comporta una cascata di protein-chinasi che porta le cellule ad assumere glucosio e convertirlo in molecole di immagazzinamento come acidi grassi e glicogeno . [107] Il metabolismo del glicogeno è controllato dall'attività di fosforilasi , l'enzima che scompone il glicogeno e la glicogeno(amido) sintasi , l'enzima che rende possibile ciò. Questi enzimi sono regolati in maniera reciproca, con la fosforilazione che inibisce la glicogeno sintasi, ma attiva la fosforilasi. L'insulina provoca la sintesi di glicogeno attivando la proteina fosfatasi e producendo una diminuzione della fosforilazione di questi enzimi. [108]

Evoluzione

L' albero filogenetico mostra la comune discendenza degli organismi da tutti e tre gli ambiti della vita. I batteri sono di colore blu, gli eucarioti in rosso e gli archaea in verde.

Le principali vie del metabolismo sopra descritte, quali la glicolisi e il ciclo dell'acido citrico, sono presenti in tutti e tre i dominii viventi (batteri, archea ed eucarioti) ed erano presenti nell' ultimo antenato comune universale . [3] [109] Questa cellula ancestrale universale fu un procariote e probabilmente un metanogeno con un gran numero di aminoacidi, nucleotidi, carboidrati e con capacità di metabolismo dei lipidi. [110] [111] La conservazione di queste antiche vie metaboliche durante l'evoluzione successiva potrebbe essere il risultato di queste reazioni, essendo stata una soluzione ottimale per i loro particolari problemi metabolici; infatti percorsi come la glicolisi e il ciclo dell'acido citrico sono in grado di produrre prodotti finali altamente efficienti e con un numero minimo di passaggi. [4] [5] Mutazioni che interessano segmenti non codificanti di DNA comportano solo il cambiamento dell'efficienza metabolica dell'individuo per il quale si verifica tale mutazione. [112] Le prime vie metaboliche a base di enzimi, possono aver fatto parte del metabolismo delle purine, mentre precedenti percorsi metabolici potrebbero aver fatto parte dell' ipotesi del mondo a RNA . [113]

Molti modelli sono stati proposti per descrivere i meccanismi attraverso i quali le nuove vie metaboliche si siano evolute. Questi includono l'aggiunta sequenziale di nuovi enzimi in una via breve ancestrale, la duplicazione e divergenza di intere vie nonché l'assunzione di enzimi preesistenti e il loro assemblaggio in un percorso di reazione. [114] L'importanza relativa di questi meccanismi non è chiara, ma studi di genomica hanno dimostrato che gli enzimi in una via sono suscettibili di avere un antenato comune, il che suggerisce che molte vie si sono evolute in modo passo-passo con nuove funzioni create da fasi preesistenti della via metabolica. [115] Un modello alternativo viene dagli studi che ripercorrono l'evoluzione delle strutture proteiche in reti metaboliche, questo suggerisce che gli enzimi siano pervasivamente reclutati, prendendo a prestito gli enzimi per svolgere le funzioni simili in diverse vie metaboliche (evidenti nel database MANET ). [116] Questo processo di assunzioni si traducono in un mosaico enzimatico evolutivo. [117] Una terza possibilità è che alcune parti del metabolismo potrebbero esistere come "moduli" che possono essere riutilizzati in diversi percorsi e svolgono funzioni analoghe su molecole diverse. [118]

Così come l'evoluzione può creare nuove vie metaboliche, l'evoluzione può anche causare la perdita di alcuni funzioni metaboliche. Per esempio, in alcuni parassiti i processi metabolici che non sono essenziali per la sopravvivenza si perdono e gli aminoacidi, i nucleotidi ei carboidrati possono invece essere eliminati dall' ospite . [119] Simili capacità di riduzione metabolica sono visti anche negli organismi endosimbiontici . [120]

Cenni storici

La bilancia stadera di Santorio Santorio , raffigurata nell'opera Ars de statica medicina pubblicata nel 1614

Il termine "metabolismo" deriva dalla parola greca Μεταβολισμός - "Metabolismos" che significa "cambiare" o "rovesciare". [121] I primi riferimenti al metabolismo documentati sono stati fatti, nel 1260 dC, da Ibn al-Nafis nel suo lavoro intitolato Al-Risalah al-Kamiliyyah fil Siera al-Nabawiyyah (Il Trattato di Kamil sulla biografia del Profeta), che includeva la seguente frase "Sia il corpo sia le sue parti sono in un continuo stato di dissoluzione e nutrimento, quindi subiscono inevitabilmente un cambiamento permanente". [122] La storia dello studio scientifico del metabolismo abbraccia diversi secoli ed è iniziata con l'esame di interi animali nei primi studi, fino ad arrivare alle singole reazioni metaboliche nella biochimica moderna. I primi esperimenti controllati sul metabolismo umano sono stati pubblicati da Santorio Santorio nel 1614 nel suo libro Ars de statica medicina . [123] Egli descrisse osservazioni sul suo stesso peso corporeo prima e dopo i pasti, dopo aver dormito, lavorato o avuto rapporti sessuali , dopo il digiuno o dopo aver bevuto o escreto . Egli scoprì che la maggior parte del cibo veniva perso attraverso quello che lui chiamava "traspirazione insensibile".

In questi primi studi i meccanismi di questi processi metabolici non erano stati identificati e si riteneva che vi fosse una forza vitale che animasse i tessuti viventi. [124] Nel XIX secolo, mentre studiava la fermentazione dello zucchero in alcool da lievito, Louis Pasteur concluse che la fermentazione fosse catalizzata da sostanze all'interno delle cellule di lievito, che definì "fermenti". Egli scrisse che "la fermentazione alcolica è un atto correlato con la vita e l'organizzazione delle cellule di lievito, non con la morte o la putrefazione delle cellule". [125] Questa scoperta, insieme alla pubblicazione di Friedrich Wöhler nel 1828 di un documento sulla sintesi chimica dell'urea, [126] si distingue per essere il primo composto organico preparato da precursori del tutto inorganici. Ciò dimostrò che i composti organici e le reazioni chimiche presenti nelle cellule non erano diverse in linea di principio di qualsiasi altra branca della chimica.

La scoperta degli enzimi, avvenuta all'inizio del XX secolo per opera di Eduard Buchner , separò lo studio delle reazioni chimiche del metabolismo dallo studio biologico delle cellule e segnò l'inizio della disciplina della biochimica . [127] La mole di conoscenze biochimiche crebbe rapidamente per tutto il secolo. Uno dei biochimici più prolifici di questi tempi fu Hans Adolf Krebs che fornì enormi contributi allo studio del metabolismo. [128] Egli scoprì e descrisse il ciclo dell'urea e, in seguito lavorando con Hans Kornberg , il ciclo dell'acido citrico e il ciclo del gliossilato . [129] [65] La ricerca biochimica moderna ha beneficiato notevolmente dello sviluppo di nuove tecniche, come la cromatografia , la cristallografia a raggi X , la spettroscopia di risonanza magnetica nucleare , la marcatura radioisotopica , la microscopia elettronica e le simulazioni di dinamica molecolare . Queste tecniche hanno permesso la scoperta e l'analisi dettagliata delle numerose molecole e vie metaboliche delle cellule.

Prospettive terapeutiche

Al momento la terapia delle alterazioni metaboliche è affidata al recupero della patologia di base e solo di recente si sono avviate delle procedure, ancora sotto studio, che tengano sotto controllo una delle cause più frequenti delle alterazioni metaboliche, non secondarie a patologie primarie già accertate.

Effetti della musicoterapia sul metabolismo

Lo studio delle effettive capacità terapeutiche della musica ( musicoterapia ) è solo agli inizi. Studi recenti hanno dimostrato un ruolo della musica nel recupero metabolico dallo stress, nella motilità gastrica e intestinale, nella modulazione dei sintomi gastrointestinali legati al cancro, e nell'aumento del metabolismo lipidico e della clearance dell'acido lattico durante l'esercizio e il recupero dopo lo sforzo. [130] Diversi studi hanno dimostrato il ruolo della musica nella diminuzione del livello di cortisolo in relazione alle operazioni chirurgiche. [131]

In relazione all'atto chirurgico si assiste fisiologicamente a una risposta ipermetabolica caratterizzata dal rilascio di catecolamine , cortisolo , citochine e altri ormoni neuroendocrini modulati dall' asse ipotalamo-ipofisario e dal sistema nervoso autonomo . Questo intenso processo catabolico è facilitato in parte dall'ipercortisolemia attraverso la promozione di glicogenolisi , lipolisi e proteolisi. La musica abbassa il livello del cortisolo, attraverso questa azione è verosimile che intervenga nell'abbassare il metabolismo energetico il cui aumento è particolarmente dannoso, per esempio, nei bambini ustionati. [132]

Il primo passo per comprendere come la musica medi il rilassamento dallo stress è che essa aumenta i livelli di GH , attraverso il quale interviene direttamente sull'asse ipotalamo-ipofisario. L' ormone dell'accrescimento (GH) è un ormone anabolico che stimola lo smantellamento dei triacilgliceroli , sopprime l'assorbimento cellulare dei lipidi circolanti, media effetti stimolanti la crescita in un'ampia gamma di tessuti stimolando la secrezione del fattore di crescita insulino-simile-1. Nelle fasi iniziali di una lesione, come parte della risposta acuta allo stress, si manifesta una resistenza al GH. Diversi studi suggeriscono che la musica potrebbe moderare questo effetto. Ciò è stato osservato in pazienti in condizioni critiche nei quali è stato rilevato un aumento significativo della concentrazione di GH dopo l'esposizione a musica rilassante. Essi mostrarono anche una concomitante diminuzione di interleuchina-6 (citochina proinfiammatoria) e dell' adrenalina in conseguenza all'aumento dei livelli di GH. [133]

La risposta del sistema nervoso autonomo verosimilmente gioca un ruolo importante nel mediare gli effetti della musica sull'attività immunitaria e neuro-ormonale. La musica, infatti, ha la capacità di indurre un'attività mentale ed emozionale in grado di modulare il funzionamento del sistema nervoso autonomo. [134]

Gli studi che si sono occupati dell'impatto della musica sulle variabili cardiovascolari hanno trovato un aumento dei livelli di ormone rilasciante la corticotropina e di ormone adrenocorticotropo in pazienti con insufficienza cardiaca cronica, suggerendo la presenza di un feedback disfunzionale e un aumento dell'attività dell'asse ipotalamo-ipofisario nell'insufficienza cardiaca cronica. [135] La variabilità della frequenza cardiaca (HRV), insieme al livello sierico dell' adrenalina e della noradrenalina , è generalmente considerato il metodo standard per valutare quantitativamente l'attività cardiaca autonoma. Nei pazienti con insufficienza cardiaca cronica un alto HRV è correlato con una migliore prognosi, viceversa, una diminuzione dell'HRV è associata a una prognosi peggiore. In due diversi studi è emerso che la musicoterapia porta a un significativo aumento dei parametri dell'HRV suggerendo un'attivazione musica-indotta del parasimpatico . Parallelamente il tono simpatico si è dimostrato essere attenuato in pazienti sottoposti a musicoterapia in quanto i pazienti mostravano livelli significativamente inferiori di adrenalina e noradrenalina rispetto ai gruppi di controllo. [136]

Durante l'esercizio la musica viene comunemente utilizzata per bilanciare la fatica fisica ed emotiva e migliorare la performance. Recenti ricerche hanno portato evidenze fisiologiche sul ruolo della musica nel migliorare la performance, migliorando il profilo lipidico e facilitando il recupero post-esercizio. Uno dei primi lavori fatto su atleti della corsa ha dimostrato che l'ascolto di musica veloce aumentava i livelli di cortisolo ematico. Avendo il cortisolo un ruolo nel promuovere il catabolismo dei substrati energetici nei tessuti muscolare, adiposo e connettivo, ciò suggerisce un potenziale vantaggio metabolico nell'impiego della musica ad alto ritmo durante l'esercizio. [137]

La musica potrebbe anche avere un ruolo di rinforzo degli effetti dell'esercizio nel migliorare il profilo lipidico. In uno studio sulla resistenza al training in donne obese, i soggetti che ascoltavano la musica durante in training hanno mostrato un significativo aumento di lipoproteine ad alta densità e una significativa diminuzione del colesterolo totale, delle LDL e della percentuale totale di grasso corporeo, risultati non osservati nel gruppo di controllo. [138]

La musica può facilitare il recupero dopo esercizio intenso. In uno studio condotto sul maschi allenati in età da college, l'ascolto di musica dopo sessioni di corsa intensa ha portato a una significativa diminuzione della concentrazione del lattato ematico, rispetto al controllo. [139]

Note

  1. ^ a b Friedrich C, Physiology and genetics of sulfur-oxidizing bacteria , in Adv Microb Physiol , Advances in Microbial Physiology, vol. 39, 1998, pp. 235-89, DOI : 10.1016/S0065-2911(08)60018-1 , ISBN 978-0-12-027739-1 , PMID 9328649 .
  2. ^ Pace NR, The universal nature of biochemistry , in Proc. Natl. Acad. Sci. USA , vol. 98, n. 3, gennaio 2001, pp. 805-8, Bibcode : 2001PNAS...98..805P , DOI : 10.1073/pnas.98.3.805 , PMC 33372 , PMID 11158550 .
  3. ^ a b Smith E, Morowitz H, Universality in intermediary metabolism , in Proc Natl Acad Sci USA , vol. 101, n. 36, 2004, pp. 13168-73, Bibcode : 2004PNAS..10113168S , DOI : 10.1073/pnas.0404922101 , PMC 516543 , PMID 15340153 .
  4. ^ a b Ebenhöh O, Heinrich R, Evolutionary optimization of metabolic pathways. Theoretical reconstruction of the stoichiometry of ATP and NADH producing systems , in Bull Math Biol , vol. 63, n. 1, 2001, pp. 21-55, DOI : 10.1006/bulm.2000.0197 , PMID 11146883 .
  5. ^ a b Meléndez-Hevia E, Waddell T, Cascante M, The puzzle of the Krebs citric acid cycle: assembling the pieces of chemically feasible reactions, and opportunism in the design of metabolic pathways during evolution , in J Mol Evol , vol. 43, n. 3, 1996, pp. 293-303, DOI : 10.1007/BF02338838 , PMID 8703096 .
  6. ^ Michie K, Löwe J, Dynamic filaments of the bacterial cytoskeleton , in Annu Rev Biochem , vol. 75, 2006, pp. 467-92, DOI : 10.1146/annurev.biochem.75.103004.142452 , PMID 16756499 .
  7. ^ a b c d e Nelson , p. 841 .
  8. ^ Kelleher, J,Bryan 3rd, B, Mallet,R, Holleran, A, Murphy, A, and Fiskum, G, Analysis of tricarboxylic acid-cycle metabolism of hepatoma cells by comparison of 14 CO 2 ratios , in Biochem J , vol. 246, n. 3, 1987, pp. 633-639, PMC 346906 , PMID 6752947 .
  9. ^ Hothersall, J and Ahmed, A,Metabolic fate of the increased yeast amino acid uptake subsequent to catabolite derepression , in J Amino Acids , vol. 2013, 2013, pp. e461901, DOI : 10.1155/2013/461901 , PMC 3575661 , PMID 23431419 .
  10. ^ Fahy E, Subramaniam S, Brown H, Glass C, Merrill A, Murphy R, Raetz C, Russell D, Seyama Y, Shaw W, Shimizu T, Spener F, van Meer G, VanNieuwenhze M, White S, Witztum J, Dennis E, A comprehensive classification system for lipids , in J Lipid Res , vol. 46, n. 5, 2005, pp. 839-61, DOI : 10.1194/jlr.E400004-JLR200 , PMID 15722563 .
  11. ^ Nomenclature of Lipids , su chem.qmul.ac.uk , IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN). URL consultato l'8 marzo 2007 .
  12. ^ Hegardt F,Mitochondrial 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase: a control enzyme in ketogenesis , in Biochem J , vol. 338, Pt 3, 1999, pp. 569-82, DOI : 10.1042/0264-6021:3380569 , PMC 1220089 , PMID 10051425 .
  13. ^ Raman R, Raguram S, Venkataraman G, Paulson J, Sasisekharan R, Glycomics: an integrated systems approach to structure-function relationships of glycans , in Nat Methods , vol. 2, n. 11, 2005, pp. 817-24, DOI : 10.1038/nmeth807 , PMID 16278650 .
  14. ^ Sierra S, Kupfer B, Kaiser R, Basics of the virology of HIV-1 and its replication , in J Clin Virol , vol. 34, n. 4, 2005, pp. 233-44, DOI : 10.1016/j.jcv.2005.09.004 , PMID 16198625 .
  15. ^ a b Wimmer M, Rose I, Mechanisms of enzyme-catalyzed group transfer reactions , in Annu Rev Biochem , vol. 47, 1978, pp. 1031-78, DOI : 10.1146/annurev.bi.47.070178.005123 , PMID 354490 .
  16. ^ Mitchell P,The Ninth Sir Hans Krebs Lecture. Compartmentation and communication in living systems. Ligand conduction: a general catalytic principle in chemical, osmotic and chemiosmotic reaction systems , in Eur J Biochem , vol. 95, n. 1, 1979, pp. 1-20, DOI : 10.1111/j.1432-1033.1979.tb12934.x , PMID 378655 .
  17. ^ a b c d e Dimroth P, von Ballmoos C, Meier T,Catalytic and mechanical cycles in F-ATP synthases: Fourth in the Cycles Review Series , in EMBO Rep , vol. 7, n. 3, marzo 2006, pp. 276-82, DOI : 10.1038/sj.embor.7400646 , PMC 1456893 , PMID 16607397 .
  18. ^ Ann Coulston, John Kerner, JoAnn Hattner e Ashini Srivastava, Nutrition Principles and Clinical Nutrition , in Stanford School of Medicine Nutrition Courses , SUMMIT, 2006.
  19. ^ Pollak N, Dölle C, Ziegler M,The power to reduce: pyridine nucleotides – small molecules with a multitude of functions , in Biochem J , vol. 402, n. 2, 2007, pp. 205-18, DOI : 10.1042/BJ20061638 , PMC 1798440 , PMID 17295611 .
  20. ^ a b Heymsfield S, Waki M, Kehayias J, Lichtman S, Dilmanian F, Kamen Y, Wang J, Pierson R, Chemical and elemental analysis of humans in vivo using improved body composition models , in Am J Physiol , vol. 261, 2 Pt 1, 1991, pp. E190–8, PMID 1872381 .
  21. ^ Sychrová H, Yeast as a model organism to study transport and homeostasis of alkali metal cations ( PDF ), in Physiol Res , 53 Suppl 1, 2004, pp. S91–8, PMID 15119939 .
  22. ^ Levitan I, Modulation of ion channels in neurons and other cells , in Annu Rev Neurosci , vol. 11, 1988, pp. 119-36, DOI : 10.1146/annurev.ne.11.030188.001003 , PMID 2452594 .
  23. ^ Dulhunty A, Excitation-contraction coupling from the 1950s into the new millennium , in Clin Exp Pharmacol Physiol , vol. 33, n. 9, 2006, pp. 763-72, DOI : 10.1111/j.1440-1681.2006.04441.x , PMID 16922804 .
  24. ^ Mahan D, Shields R, Macro- and micromineral composition of pigs from birth to 145 kilograms of body weight , in J Anim Sci , vol. 76, n. 2, 1998, pp. 506-12, PMID 9498359 (archiviato dall' url originale il 30 aprile 2011) .
  25. ^ Husted S, Mikkelsen B, Jensen J, Nielsen N, Elemental fingerprint analysis of barley (Hordeum vulgare) using inductively coupled plasma mass spectrometry, isotope-ratio mass spectrometry, and multivariate statistics , in Anal Bioanal Chem , vol. 378, n. 1, 2004, pp. 171-82, DOI : 10.1007/s00216-003-2219-0 , PMID 14551660 .
  26. ^ Finney L, O'Halloran T, Transition metal speciation in the cell: insights from the chemistry of metal ion receptors , in Science , vol. 300, n. 5621, 2003, pp. 931-6, Bibcode : 2003Sci...300..931F , DOI : 10.1126/science.1085049 , PMID 12738850 .
  27. ^ Cousins R, Liuzzi J, Lichten L, Mammalian zinc transport, trafficking, and signals , in J Biol Chem , vol. 281, n. 34, 2006, pp. 24085-9, DOI : 10.1074/jbc.R600011200 , PMID 16793761 . URL consultato il 20 agosto 2015 (archiviato dall' url originale il 5 novembre 2008) .
  28. ^ Dunn L, Rahmanto Y, Richardson D, Iron uptake and metabolism in the new millennium , in Trends Cell Biol , vol. 17, n. 2, 2007, pp. 93-100, DOI : 10.1016/j.tcb.2006.12.003 , PMID 17194590 .
  29. ^ Nealson K, Conrad P, Life: past, present and future , in Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci , vol. 354, n. 1392, 1999, pp. 1923-39, DOI : 10.1098/rstb.1999.0532 , PMC 1692713 , PMID 10670014 .
  30. ^ Nelson N, Ben-Shem A, The complex architecture of oxygenic photosynthesis , in Nat Rev Mol Cell Biol , vol. 5, n. 12, 2004, pp. 971-82, DOI : 10.1038/nrm1525 , PMID 15573135 .
  31. ^ Häse C, Finkelstein R, Bacterial extracellular zinc-containing metalloproteases , in Microbiol Rev , vol. 57, n. 4, dicembre 1993, pp. 823-37, PMC 372940 , PMID 8302217 .
  32. ^ Gupta R, Gupta N, Rathi P, Bacterial lipases: an overview of production, purification and biochemical properties , in Appl Microbiol Biotechnol , vol. 64, n. 6, 2004, pp. 763-81, DOI : 10.1007/s00253-004-1568-8 , PMID 14966663 .
  33. ^ Hoyle T, The digestive system: linking theory and practice , in Br J Nurs , vol. 6, n. 22, 1997, pp. 1285-91, PMID 9470654 .
  34. ^ Souba W, Pacitti A, How amino acids get into cells: mechanisms, models, menus, and mediators , in JPEN J Parenter Enteral Nutr , vol. 16, n. 6, 1992, pp. 569-78, DOI : 10.1177/0148607192016006569 , PMID 1494216 .
  35. ^ Barrett M, Walmsley A, Gould G, Structure and function of facilitative sugar transporters , in Curr Opin Cell Biol , vol. 11, n. 4, 1999, pp. 496-502, DOI : 10.1016/S0955-0674(99)80072-6 , PMID 10449337 .
  36. ^ Bell G, Burant C, Takeda J, Gould G, Structure and function of mammalian facilitative sugar transporters , in J Biol Chem , vol. 268, n. 26, 1993, pp. 19161-4, PMID 8366068 .
  37. ^ a b Bouché C, Serdy S, Kahn C, Goldfine A, The cellular fate of glucose and its relevance in type 2 diabetes , in Endocr Rev , vol. 25, n. 5, 2004, pp. 807-30, DOI : 10.1210/er.2003-0026 , PMID 15466941 . URL consultato il 27 agosto 2015 (archiviato dall' url originale il 4 dicembre 2012) .
  38. ^ Matthew, F. Wipperman, Suzanne, T. Thomas e Nicole, S. Sampson, Pathogen roid rage: Cholesterol utilization by Mycobacterium tuberculosis , in Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. , vol. 49, n. 4, 2014, pp. 269-93, DOI : 10.3109/10409238.2014.895700 , PMID 24611808 .
  39. ^ Sakami W, Harrington H, Amino acid metabolism , in Annu Rev Biochem , vol. 32, 1963, pp. 355-98, DOI : 10.1146/annurev.bi.32.070163.002035 , PMID 14144484 .
  40. ^ Brosnan J, Glutamate, at the interface between amino acid and carbohydrate metabolism , in J Nutr , vol. 130, 4S Suppl, 2000, pp. 988S–90S, PMID 10736367 .
  41. ^ Young V, Ajami A,Glutamine: the emperor or his clothes? , in J Nutr , vol. 131, 9 Suppl, 2001, pp. 2449S–59S; discussion 2486S–7S, PMID 11533293 .
  42. ^ Hosler J, Ferguson-Miller S, Mills D,Energy Transduction: Proton Transfer Through the Respiratory Complexes , in Annu Rev Biochem , vol. 75, 2006, pp. 165-87, DOI : 10.1146/annurev.biochem.75.062003.101730 , PMC 2659341 , PMID 16756489 .
  43. ^ Schultz B, Chan S, Structures and proton-pumping strategies of mitochondrial respiratory enzymes , in Annu Rev Biophys Biomol Struct , vol. 30, 2001, pp. 23-65, DOI :10.1146/annurev.biophys.30.1.23 , PMID 11340051 .
  44. ^ Capaldi R, Aggeler R, Mechanism of the F(1)F(0)-type ATP synthase, a biological rotary motor , in Trends Biochem Sci , vol. 27, n. 3, 2002, pp. 154-60, DOI : 10.1016/S0968-0004(01)02051-5 , PMID 11893513 .
  45. ^ Friedrich B, Schwartz E, Molecular biology of hydrogen utilization in aerobic chemolithotrophs , in Annu Rev Microbiol , vol. 47, 1993, pp. 351-83, DOI : 10.1146/annurev.mi.47.100193.002031 , PMID 8257102 .
  46. ^ Weber K, Achenbach L, Coates J, Microorganisms pumping iron: anaerobic microbial iron oxidation and reduction , in Nat Rev Microbiol , vol. 4, n. 10, 2006, pp. 752-64, DOI : 10.1038/nrmicro1490 , PMID 16980937 .
  47. ^ Jetten M, Strous M, van de Pas-Schoonen K, Schalk J, van Dongen U, van de Graaf A, Logemann S, Muyzer G, van Loosdrecht M, Kuenen J,The anaerobic oxidation of ammonium , in FEMS Microbiol Rev , vol. 22, n. 5, 1998, pp. 421-37, DOI : 10.1111/j.1574-6976.1998.tb00379.x , PMID 9990725 .
  48. ^ Simon J,Enzymology and bioenergetics of respiratory nitrite ammonification , in FEMS Microbiol Rev , vol. 26, n. 3, 2002, pp. 285-309, DOI : 10.1111/j.1574-6976.2002.tb00616.x , PMID 12165429 .
  49. ^ Conrad R, Soil microorganisms as controllers of atmospheric trace gases (H2, CO, CH4, OCS, N2O, and NO) , in Microbiol Rev , vol. 60, n. 4, 1996, pp. 609-40, PMC 239458 , PMID 8987358 .
  50. ^ Barea J, Pozo M, Azcón R, Azcón-Aguilar C, Microbial co-operation in the rhizosphere , in J Exp Bot , vol. 56, n. 417, 2005, pp. 1761-78, DOI : 10.1093/jxb/eri197 , PMID 15911555 .
  51. ^ van der Meer M, Schouten S, Bateson M, Nübel U, Wieland A, Kühl M, de Leeuw J, Sinninghe Damsté J, Ward D, Diel Variations in Carbon Metabolism by Green Nonsulfur-Like Bacteria in Alkaline Siliceous Hot Spring Microbial Mats from Yellowstone National Park , in Appl Environ Microbiol , vol. 71, n. 7, luglio 2005, pp. 3978-86, DOI :10.1128/AEM.71.7.3978-3986.2005 , PMC 1168979 , PMID 16000812 .
  52. ^ Tichi M, Tabita F, Interactive Control of Rhodobacter capsulatus Redox-Balancing Systems during Phototrophic Metabolism , in J Bacteriol , vol. 183, n. 21, 2001, pp. 6344-54, DOI : 10.1128/JB.183.21.6344-6354.2001 , PMC 100130 , PMID 11591679 .
  53. ^ Allen J, Williams J, Photosynthetic reaction centers , in FEBS Lett , vol. 438, 1–2, 1998, pp. 5-9, DOI : 10.1016/S0014-5793(98)01245-9 , PMID 9821949 .
  54. ^ Munekage Y, Hashimoto M, Miyake C, Tomizawa K, Endo T, Tasaka M, Shikanai T, Cyclic electron flow around photosystem I is essential for photosynthesis , in Nature , vol. 429, n. 6991, 2004, pp. 579-82, Bibcode : 2004Natur.429..579M , DOI : 10.1038/nature02598 , PMID 15175756 .
  55. ^ Miziorko H, Lorimer G, Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase , in Annu Rev Biochem , vol. 52, 1983, pp. 507-35, DOI : 10.1146/annurev.bi.52.070183.002451 , PMID 6351728 .
  56. ^ Dodd A, Borland A, Haslam R, Griffiths H, Maxwell K, Crassulacean acid metabolism: plastic, fantastic , in J Exp Bot , vol. 53, n. 369, 2002, pp. 569-80, DOI : 10.1093/jexbot/53.369.569 , PMID 11886877 .
  57. ^ Hügler M, Wirsen C, Fuchs G, Taylor C, Sievert S, Evidence for Autotrophic CO2 Fixation via the Reductive Tricarboxylic Acid Cycle by Members of the ɛ Subdivision of Proteobacteria , in J Bacteriol , vol. 187, n. 9, maggio 2005, pp. 3020-7, DOI :10.1128/JB.187.9.3020-3027.2005 , PMC 1082812 , PMID 15838028 .
  58. ^ Strauss G, Fuchs G,Enzymes of a novel autotrophic CO 2 fixation pathway in the phototrophic bacterium Chloroflexus aurantiacus, the 3-hydroxypropionate cycle , in Eur J Biochem , vol. 215, n. 3, 1993, pp. 633-43, DOI : 10.1111/j.1432-1033.1993.tb18074.x , PMID 8354269 .
  59. ^ Wood H, Life with CO or CO 2 and H 2 as a source of carbon and energy , in FASEB J , vol. 5, n. 2, 1991, pp. 156-63, PMID 1900793 .
  60. ^ Shively J, van Keulen G, Meijer W, Something from almost nothing: carbon dioxide fixation in chemoautotrophs , in Annu Rev Microbiol , vol. 52, 1998, pp. 191-230, DOI : 10.1146/annurev.micro.52.1.191 , PMID 9891798 .
  61. ^ Boiteux A, Hess B, Design of glycolysis , in Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci , vol. 293, n. 1063, 1981, pp. 5-22, Bibcode : 1981RSPTB.293....5B , DOI : 10.1098/rstb.1981.0056 , PMID 6115423 .
  62. ^ Pilkis S, el-Maghrabi M, Claus T, Fructose-2,6-bisphosphate in control of hepatic gluconeogenesis. From metabolites to molecular genetics , in Diabetes Care , vol. 13, n. 6, 1990, pp. 582-99, DOI : 10.2337/diacare.13.6.582 , PMID 2162755 .
  63. ^ a b Ensign S, Revisiting the glyoxylate cycle: alternate pathways for microbial acetate assimilation , in Mol Microbiol , vol. 61, n. 2, 2006, pp. 274-6, DOI : 10.1111/j.1365-2958.2006.05247.x , PMID 16856935 .
  64. ^ Finn P, Dice J, Proteolytic and lipolytic responses to starvation , in Nutrition , vol. 22, 7–8, 2006, pp. 830-44, DOI : 10.1016/j.nut.2006.04.008 , PMID 16815497 .
  65. ^ a b Kornberg H, Krebs H, Synthesis of cell constituents from C2-units by a modified tricarboxylic acid cycle , in Nature , vol. 179, n. 4568, 1957, pp. 988-91, DOI : 10.1038/179988a0 , PMID 13430766 .
  66. ^ Rademacher T, Parekh R, Dwek R, Glycobiology , in Annu Rev Biochem , vol. 57, 1988, pp. 785-838, DOI : 10.1146/annurev.bi.57.070188.004033 , PMID 3052290 .
  67. ^ Opdenakker G, Rudd P, Ponting C, Dwek R, Concepts and principles of glycobiology , in FASEB J , vol. 7, n. 14, 1993, pp. 1330-7, PMID 8224606 .
  68. ^ McConville M, Menon A, Recent developments in the cell biology and biochemistry of glycosylphosphatidylinositol lipids (review) , in Mol Membr Biol , vol. 17, n. 1, 2000, pp. 1-16, DOI : 10.1080/096876800294443 , PMID 10824734 .
  69. ^ Chirala S, Wakil S, Structure and function of animal fatty acid synthase , in Lipids , vol. 39, n. 11, 2004, pp. 1045-53, DOI : 10.1007/s11745-004-1329-9 , PMID 15726818 .
  70. ^ White S, Zheng J, Zhang Y, The structural biology of type II fatty acid biosynthesis , in Annu Rev Biochem , vol. 74, 2005, pp. 791-831, DOI : 10.1146/annurev.biochem.74.082803.133524 , PMID 15952903 .
  71. ^ Ohlrogge J, Jaworski J, Regulation of fatty acid synthesis , in Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol , vol. 48, 1997, pp. 109-136, DOI : 10.1146/annurev.arplant.48.1.109 , PMID 15012259 .
  72. ^ Dubey V, Bhalla R, Luthra R, An overview of the non-mevalonate pathway for terpenoid biosynthesis in plants ( PDF ), in J Biosci , vol. 28, n. 5, 2003, pp. 637-46, DOI : 10.1007/BF02703339 , PMID 14517367 .
  73. ^ a b Kuzuyama T, Seto H, Diversity of the biosynthesis of the isoprene units , in Nat Prod Rep , vol. 20, n. 2, 2003, pp. 171-83, DOI : 10.1039/b109860h , PMID 12735695 .
  74. ^ Grochowski L, Xu H, White R, Methanocaldococcus jannaschii Uses a Modified Mevalonate Pathway for Biosynthesis of Isopentenyl Diphosphate , in J Bacteriol , vol. 188, n. 9, maggio 2006, pp. 3192-8, DOI :10.1128/JB.188.9.3192-3198.2006 , PMC 1447442 , PMID 16621811 .
  75. ^ Lichtenthaler H, The 1-Ddeoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants , in Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol , vol. 50, 1999, pp. 47-65, DOI :10.1146/annurev.arplant.50.1.47 , PMID 15012203 .
  76. ^ a b Schroepfer G, Sterol biosynthesis , in Annu Rev Biochem , vol. 50, 1981, pp. 585-621, DOI : 10.1146/annurev.bi.50.070181.003101 , PMID 7023367 .
  77. ^ Lees N, Skaggs B, Kirsch D, Bard M, Cloning of the late genes in the ergosterol biosynthetic pathway of Saccharomyces cerevisiae—a review , in Lipids , vol. 30, n. 3, 1995, pp. 221-6, DOI : 10.1007/BF02537824 , PMID 7791529 .
  78. ^ Himmelreich R, Hilbert H, Plagens H, Pirkl E, Li BC, Herrmann R, Complete sequence analysis of the genome of the bacterium Mycoplasma pneumoniae , in Nucleic Acids Res. , vol. 24, n. 22, novembre 1996, pp. 4420-49, DOI : 10.1093/nar/24.22.4420 , PMC 146264 , PMID 8948633 .
  79. ^ Arthur C. Guyton e John E. Hall,Textbook of Medical Physiology , Philadelphia, Elsevier, 2006, pp. 855 –6, ISBN 0-7216-0240-1 .
  80. ^ Ibba M, Söll D, The renaissance of aminoacyl-tRNA synthesis , in EMBO Rep , vol. 2, n. 5, 2001, pp. 382–7, DOI : 10.1093/embo-reports/kve095 , PMC 1083889 , PMID 11375928 (archiviato dall' url originale il 1º maggio 2011) .
  81. ^ Lengyel P, Söll D, Mechanism of protein biosynthesis , in Bacteriol Rev , vol. 33, n. 2, 1969, pp. 264-301, PMC 378322 , PMID 4896351 .
  82. ^ a b Rudolph F, The biochemistry and physiology of nucleotides , in J Nutr , vol. 124, 1 Suppl, 1994, pp. 124S–127S, PMID 8283301 . Zrenner R, Stitt M, Sonnewald U, Boldt R, Pyrimidine and purine biosynthesis and degradation in plants , in Annu Rev Plant Biol , vol. 57, 2006, pp. 805-36, DOI : 10.1146/annurev.arplant.57.032905.105421 , PMID 16669783 .
  83. ^ Stasolla C, Katahira R, Thorpe T, Ashihara H, Purine and pyrimidine nucleotide metabolism in higher plants , in J Plant Physiol , vol. 160, n. 11, 2003, pp. 1271-95, DOI : 10.1078/0176-1617-01169 , PMID 14658380 .
  84. ^ Davies O, Mendes P, Smallbone K, Malys N, Characterisation of multiple substrate-specific (d)ITP/(d)XTPase and modelling of deaminated purine nucleotide metabolism , in BMB Reports , vol. 45, n. 4, 2012, pp. 259-64, DOI : 10.5483/BMBRep.2012.45.4.259 , PMID 22531138 .
  85. ^ Smith J, Enzymes of nucleotide synthesis , in Curr Opin Struct Biol , vol. 5, n. 6, 1995, pp. 752-7, DOI : 10.1016/0959-440X(95)80007-7 , PMID 8749362 .
  86. ^ Testa B, Krämer S, The biochemistry of drug metabolism—an introduction: part 1. Principles and overview , in Chem Biodivers , vol. 3, n. 10, 2006, pp. 1053-101, DOI : 10.1002/cbdv.200690111 , PMID 17193224 .
  87. ^ Danielson P, The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans , in Curr Drug Metab , vol. 3, n. 6, 2002, pp. 561-97, DOI : 10.2174/1389200023337054 , PMID 12369887 .
  88. ^ King C, Rios G, Green M, Tephly T, UDP-glucuronosyltransferases , in Curr Drug Metab , vol. 1, n. 2, 2000, pp. 143-61, DOI : 10.2174/1389200003339171 , PMID 11465080 .
  89. ^ Sheehan D, Meade G, Foley V, Dowd C, Structure, function and evolution of glutathione transferases: implications for classification of non-mammalian members of an ancient enzyme superfamily , in Biochem J , vol. 360, Pt 1, novembre 2001, pp. 1-16, DOI : 10.1042/0264-6021:3600001 , PMC 1222196 , PMID 11695986 .
  90. ^ Galvão T, Mohn W, de Lorenzo V, Exploring the microbial biodegradation and biotransformation gene pool , in Trends Biotechnol , vol. 23, n. 10, 2005, pp. 497-506, DOI : 10.1016/j.tibtech.2005.08.002 , PMID 16125262 .
  91. ^ Janssen D, Dinkla I, Poelarends G, Terpstra P, Bacterial degradation of xenobiotic compounds: evolution and distribution of novel enzyme activities , in Environ Microbiol , vol. 7, n. 12, 2005, pp. 1868-82, DOI : 10.1111/j.1462-2920.2005.00966.x , PMID 16309386 .
  92. ^ Davies K, Oxidative stress: the paradox of aerobic life , in Biochem Soc Symp , vol. 61, 1995, pp. 1-31, PMID 8660387 .
  93. ^ Tu B, Weissman J, Oxidative protein folding in eukaryotes: mechanisms and consequences , in J Cell Biol , vol. 164, n. 3, 2004, pp. 341-6, DOI : 10.1083/jcb.200311055 , PMC 2172237 , PMID 14757749 .
  94. ^ Sies H, Oxidative stress: oxidants and antioxidants ( PDF ), in Exp Physiol , vol. 82, n. 2, 1997, pp. 291-5, DOI : 10.1113/expphysiol.1997.sp004024 , PMID 9129943 . URL consultato il 5 settembre 2015 (archiviato dall' url originale il 25 marzo 2009) .
  95. ^ Vertuani S, Angusti A, Manfredini S, The antioxidants and pro-antioxidants network: an overview , in Curr Pharm Des , vol. 10, n. 14, 2004, pp. 1677-94, DOI : 10.2174/1381612043384655 , PMID 15134565 .
  96. ^ von Stockar U, Liu J, Does microbial life always feed on negative entropy? Thermodynamic analysis of microbial growth , in Biochim Biophys Acta , vol. 1412, n. 3, 1999, pp. 191-211, DOI : 10.1016/S0005-2728(99)00065-1 , PMID 10482783 .
  97. ^ Demirel Y, Sandler S, Thermodynamics and bioenergetics , in Biophys Chem , vol. 97, 2–3, 2002, pp. 87-111, DOI : 10.1016/S0301-4622(02)00069-8 , PMID 12050002 .
  98. ^ Albert R, Scale-free networks in cell biology , in J Cell Sci , vol. 118, Pt 21, 2005, pp. 4947-57, DOI : 10.1242/jcs.02714 , PMID 16254242 .
  99. ^ Brand M, Regulation analysis of energy metabolism , in J Exp Biol , vol. 200, Pt 2, 1997, pp. 193-202, PMID 9050227 .
  100. ^ Soyer O, Salathé M, Bonhoeffer S, Signal transduction networks: topology, response and biochemical processes , in J Theor Biol , vol. 238, n. 2, 2006, pp. 416-25, DOI : 10.1016/j.jtbi.2005.05.030 , PMID 16045939 .
  101. ^ a b Salter M, Knowles R, Pogson C, Metabolic control , in Essays Biochem , vol. 28, 1994, pp. 1-12, PMID 7925313 .
  102. ^ Westerhoff H, Groen A, Wanders R, Modern theories of metabolic control and their applications (review) , in Biosci Rep , vol. 4, n. 1, 1984, pp. 1-22, DOI : 10.1007/BF01120819 , PMID 6365197 .
  103. ^ Fell D, Thomas S,Physiological control of metabolic flux: the requirement for multisite modulation , in Biochem J , vol. 311, Pt 1, 1995, pp. 35-9, PMC 1136115 , PMID 7575476 .
  104. ^ Hendrickson W, Transduction of biochemical signals across cell membranes , in Q Rev Biophys , vol. 38, n. 4, 2005, pp. 321-30, DOI : 10.1017/S0033583506004136 , PMID 16600054 .
  105. ^ Cohen P, The regulation of protein function by multisite phosphorylation—a 25 year update , in Trends Biochem Sci , vol. 25, n. 12, 2000, pp. 596-601, DOI : 10.1016/S0968-0004(00)01712-6 , PMID 11116185 .
  106. ^ Lienhard G, Slot J, James D, Mueckler M, How cells absorb glucose , in Sci Am , vol. 266, n. 1, 1992, pp. 86-91, DOI : 10.1038/scientificamerican0192-86 , PMID 1734513 .
  107. ^ Roach P, Glycogen and its metabolism , in Curr Mol Med , vol. 2, n. 2, 2002, pp. 101-20, DOI : 10.2174/1566524024605761 , PMID 11949930 .
  108. ^ Newgard C, Brady M, O'Doherty R, Saltiel A, Organizing glucose disposal: emerging roles of the glycogen targeting subunits of protein phosphatase-1 ( PDF ), in Diabetes , vol. 49, n. 12, 2000, pp. 1967-77, DOI : 10.2337/diabetes.49.12.1967 , PMID 11117996 .
  109. ^ Romano A, Conway T, Evolution of carbohydrate metabolic pathways , in Res Microbiol , vol. 147, 6–7, 1996, pp. 448-55, DOI : 10.1016/0923-2508(96)83998-2 , PMID 9084754 .
  110. ^ Koch A, How did bacteria come to be? , in Adv Microb Physiol , Advances in Microbial Physiology, vol. 40, 1998, pp. 353-99, DOI : 10.1016/S0065-2911(08)60135-6 , ISBN 978-0-12-027740-7 , PMID 9889982 .
  111. ^ Ouzounis C, Kyrpides N, The emergence of major cellular processes in evolution , in FEBS Lett , vol. 390, n. 2, 1996, pp. 119-23, DOI : 10.1016/0014-5793(96)00631-X , PMID 8706840 .
  112. ^ C.Michael Hogan. 2010. Mutation . ed. E.Monosson and CJCleveland. Encyclopedia of Earth. National Council for Science and the Environment. Washington DC
  113. ^ Caetano-Anolles G, Kim HS, Mittenthal JE,The origin of modern metabolic networks inferred from phylogenomic analysis of protein architecture , in Proc Natl Acad Sci USA , vol. 104, n. 22, 2007, pp. 9358-63, Bibcode : 2007PNAS..104.9358C , DOI : 10.1073/pnas.0701214104 , PMC 1890499 , PMID 17517598 .
  114. ^ Schmidt S, Sunyaev S, Bork P, Dandekar T, Metabolites: a helping hand for pathway evolution? , in Trends Biochem Sci , vol. 28, n. 6, 2003, pp. 336-41, DOI : 10.1016/S0968-0004(03)00114-2 , PMID 12826406 .
  115. ^ Light S, Kraulis P, Network analysis of metabolic enzyme evolution in Escherichia coli , in BMC Bioinformatics , vol. 5, 2004, p. 15, DOI : 10.1186/1471-2105-5-15 , PMC 394313 , PMID 15113413 . Alves R, Chaleil R, Sternberg M, Evolution of enzymes in metabolism: a network perspective , in J Mol Biol , vol. 320, n. 4, 2002, pp. 751-70, DOI : 10.1016/S0022-2836(02)00546-6 , PMID 12095253 .
  116. ^ Kim HS, Mittenthal JE, Caetano-Anolles G,MANET: tracing evolution of protein architecture in metabolic networks , in BMC Bioinformatics , vol. 7, 2006, p. 351, DOI : 10.1186/1471-2105-7-351 , PMC 1559654 , PMID 16854231 .
  117. ^ Teichmann SA, Rison SC, Thornton JM, Riley M, Gough J, Chothia C, Small-molecule metabolsim: an enzyme mosaic , in Trends Biotechnol , vol. 19, n. 12, 2001, pp. 482-6, DOI : 10.1016/S0167-7799(01)01813-3 , PMID 11711174 .
  118. ^ Spirin V, Gelfand M, Mironov A, Mirny L, A metabolic network in the evolutionary context: Multiscale structure and modularity , in Proc Natl Acad Sci USA , vol. 103, n. 23, giugno 2006, pp. 8774-9, Bibcode : 2006PNAS..103.8774S , DOI : 10.1073/pnas.0510258103 , PMC 1482654 , PMID 16731630 .
  119. ^ Lawrence J, Common themes in the genome strategies of pathogens , in Curr Opin Genet Dev , vol. 15, n. 6, 2005, pp. 584-8, DOI : 10.1016/j.gde.2005.09.007 , PMID 16188434 . Wernegreen J, For better or worse: genomic consequences of intracellular mutualism and parasitism , in Curr Opin Genet Dev , vol. 15, n. 6, 2005, pp. 572-83, DOI : 10.1016/j.gde.2005.09.013 , PMID 16230003 .
  120. ^ Pál C, Papp B, Lercher M, Csermely P, Oliver S, Hurst L, Chance and necessity in the evolution of minimal metabolic networks , in Nature , vol. 440, n. 7084, 2006, pp. 667-70, Bibcode : 2006Natur.440..667P , DOI : 10.1038/nature04568 , PMID 16572170 .
  121. ^ Metabolism , su etymonline.com , The Online Etymology Dictionary. URL consultato il 20 febbraio 2007 .
  122. ^ Dr. Abu Shadi Al-Roubi (1982), "Ibn Al-Nafis as a philosopher", Symposium on Ibn al-Nafis, Second International Conference on Islamic Medicine: Islamic Medical Organization, Kuwait (cf. Ibn al-Nafis As a Philosopher, Encyclopedia of Islamic World)
  123. ^ Eknoyan G, Santorio Sanctorius (1561–1636) – founding father of metabolic balance studies , in Am J Nephrol , vol. 19, n. 2, 1999, pp. 226-33, DOI : 10.1159/000013455 , PMID 10213823 .
  124. ^ ( EN ) Williams, HS, A History of Science: in Five Volumes. Volume IV: Modern Development of the Chemical and Biological Sciences , su etext.lib.virginia.edu , Harper and Brothers (New York), 1904. URL consultato il 26 marzo 2007 .
  125. ^ Dubos J., Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester KL (1995) Louis Pasteur (1822–1895)—chance and the prepared mind , in Trends Biotechnol , vol. 13, n. 12, 1951, pp. 511-515, DOI : 10.1016/S0167-7799(00)89014-9 , PMID 8595136 .
  126. ^ Kinne-Saffran E, Kinne R, Vitalism and synthesis of urea. From Friedrich Wöhler to Hans A. Krebs , in Am J Nephrol , vol. 19, n. 2, 1999, pp. 290-4, DOI : 10.1159/000013463 , PMID 10213830 .
  127. ^ ( EN ) Eduard Buchner's 1907, Nobel lecture , su nobelprize.org , https://www.nobelprize.org/ . URL consultato il 20 marzo 2007 .
  128. ^ Kornberg H, Krebs and his trinity of cycles , in Nat Rev Mol Cell Biol , vol. 1, n. 3, 2000, pp. 225-8, DOI : 10.1038/35043073 , PMID 11252898 .
  129. ^ Krebs HA, Henseleit K, Untersuchungen über die Harnstoffbildung im tierkorper , in Z. Physiol. Chem. , vol. 210, 1932, pp. 33-66, DOI : 10.1515/bchm2.1932.210.1-2.33 .
    Krebs H, Johnson W,Metabolism of ketonic acids in animal tissues , in Biochem J , vol. 31, n. 4, aprile 1937, pp. 645-60, PMC 1266984 , PMID 16746382 .
  130. ^ Alisa Yamasaki, BA et al. , The impact of music on metabolism , su nutritionjrnl.com . URL consultato il 16 luglio 2016 .
  131. ^ Leardi S et al. , Randomized clinical trial examining the effect of music therapy in stress response to day surgery , in Br J Surg , n. 94, 2007, pp. 943-7. URL consultato il 16 luglio 2016 .
  132. ^ Brillon DJ, Zheng B, Campbell RG, Matthews DE, Effect of cortisolo .
  133. ^ Conrad C et al. , Overture for growth hormone: requiem for IL-6? , in Crit Care Med , n. 35, 2007, pp. 2709-13.
  134. ^ McCraty R et al. , The effects of music on mood, tension, and mental clarity. , in Altern Ther Health Med , n. 4, 1998, pp. 75-84.
  135. ^ Sivukhina EV et al. , Altered hypothalamic–pituitary–adrenal axis activity in patients with chronic heart failure. , in Horm Metab Res , n. 41, 2009, pp. 778-84.
  136. ^ Task Force of the European Society of Cardiology and North American Society of Pacing Electrophysiology., Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use. , in Circulation , n. 93, 1996, pp. 1043-65.
  137. ^ Brownley KA, McMurray RG, Hackney AC., Effects of music on physiological and affective responses to graded treadmill exercise in trained and untrained runners. , in Int J Psychophysiol , n. 19, 1995, pp. 193-201.
  138. ^ Costa RR, Lima Alberton C, Tagliari M, Martins Kruel LF., Effects of resistance training on the lipid profile in obese women. , in J Sports Med Phys Fitness , n. 51, 2011, pp. 169-77.
  139. ^ Eliakim M, Bodner E, Eliakim A, Nemet D, Meckel Y., Effect of motivational music on lactate levels during recovery from intense exercise. , in J Strength Cond Res , n. 26, 2012, pp. 80-6.

Bibliografia

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 7725 · LCCN ( EN ) sh85084016 · GND ( DE ) 4057699-1 · BNF ( FR ) cb119383963 (data)
Estratto da " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Metabolismo&oldid=122499280 "