אינטגרציה של מטבוליזם

כל מסלול מטבוליזם מבוקר באופן עצמאי ויש תיאום בין כל המסלולים - גליקוליזה, סינתזת ח' שומן, מעגל קרבס, שרשרת העברת e- וכו'. ישנו תיאום מלא בין כל המסלולים.

ישנם מס' עקרונות של מטבוליזם:

1) יחסים אנרגטיים בתא. בכדי לתפקד (לסנתז ולגדול) יש צורך בקליטת אנרגיה והפיכתה למטבע אנרגטי אחד ATP. פעילויות התנועה בתא, טרנספורט אקטיבי, ביוסינתזה של חומרים והעברת סיגנלים דורשים ATP לצורך התרחשותם, תוך הפיכת ATP ל-ADP. ריאקציות בעלות ΔG חיובי מצומדות לפירוק ATP. קליטת האנרגיה ויצירת ATP מתרחשת ע"י חמצון מול' דלק או פוטוסינתזה. היחס ATP/ADP מסמל את רמת האנרגיה בתא ומשפיע על כל התהליכים הנ"ל.

2) יחסים של קטבוליזם ואנאבוליזם תלויים בפוטנציאל חמצון חיזור. בריאקציות קטבוליות שמתרחשות בעיקר לכיוון חמצון, יש חיזור של NAD+ ויצירת NADH. לעומת זאת NADP+ ו-NADPH הם קופקטורים לריאקציות חיזור אנאבוליות. יש חמצון של NADPH ל-NADP+.

מכניזם בקרה של מטבוליזם:

1) בקרה על רמת האנזים ע"י שינוי כמותי של האנזים הגורם לריאקציה מרכזית במטאבוליזם.

2) בקרה על פעילות האנזים- ע"י שינוי של אנזימי מפתח בכל מסלול- זוהי בקרה אלוסטרית.

3) מידור, הפרדה בין תהליכים מטאבוליים. לכל רקמה תפקיד שונה.

4) בקרה הורמונלית.

5) בקרה ע"י מודיפיקציה קוולנטית. יש שימוש בבקרה ע"י שינוי קוולנטי בנוסף לבקרה אלוסטרית כיוון ששינוי קוולנטי של אנזים זהו בדרך כלל השלב האחרון במפל המאפשר לדרכים מטבוליות להיות "מודלקות" או "מכובות" במהירות ע"י ריכוז נמוך מאוד של סיגנלים מעוררים.

כמו כן, שינוי קוולנטי עמיד יותר מאשר אינטראקציות אלוסטריות.  בקרה על פעילות האנזים:

* בקרה אלוסטרית: בעיקר ע"י עיכוב בהיזון חוזר. השפעה של התוצרים, לאו דווקא תוצרים ישירים אלא תוצרים של סוף מסלול או של מסלול אחר. הבקרה נעשית באתר שונה מהאתר הפעיל. בעקבות קישור זה יש שינוי בקונפורמציה, בקרה הפיכה, תלוי בריכוז האפקטור.