El metabolismo afecta todas las funciones celulares y juega un papel fundamental en la biología. En el último siglo, nuestro conocimiento de la arquitectura de la ruta metabólica y el paisaje genómico de la enfermedad ha aumentado exponencialmente. En combinación con estos conocimientos, los avances en los métodos analíticos para cuantificar los metabolitos y los enfoques de sistemas para analizar estos datos ahora proporcionan herramientas poderosas para estudiar la regulación metabólica.
A veces puedes tener demasiado de algo bueno. Por ejemplo, considere los sándwiches de helado. Tal vez realmente te gustan los sándwiches de helado y comprarlos en la tienda. Si tienes mucha hambre, esa podría ser una buena opción: puedes comerlos todos rápidamente, antes de que se derritan. Sin embargo, si solo tienes un poco de hambre, esa podría ser una mala elección: la mayoría de los sándwiches se funden sin comer, en cuyo punto habrá desperdiciado algo de dinero.
Las células se enfrentan a un problema relacionado cuando descomponen los combustibles, como la glucosa, para producir ATP. Si el suministro de ATP de la célula es bajo, haría bien en descomponer la glucosa lo más rápido posible, reponiendo el ATP que necesita para “mantener las luces encendidas”. Si el suministro de ATP es alto, por otro lado, podría No es una buena idea oxidar la glucosa a la velocidad máxima. El ATP es una molécula inestable, y si se queda demasiado tiempo en la célula, es probable que se hidrolice espontáneamente a ADP. Es como el caso del sándwich de helado derretido: la célula ha gastado glucosa para producir ATP y ese ATP termina desperdiciando.
Es importante que una célula coincida cuidadosamente con la actividad de su descomposición del combustible (rutas a sus necesidades energéticas en un momento dado. Debe ver cómo las células convierten las vías respiratorias celulares “arriba” o “hacia abajo” en respuesta a los niveles de ATP y otras sustancias metabólicas señales.
Enzimas alostéricas y control de vía
¿Cómo se controla la actividad de un camino? En muchos casos, las vías se regulan a través de enzimas que catalizan pasos individuales de la vía. Si la enzima para un paso particular está activa, ese paso puede tener lugar rápidamente, pero si la enzima está inactiva, el paso será lento o no ocurrirá. Por lo tanto, si una célula desea controlar la actividad de una ruta metabólica, necesita regular la actividad de una o más de las enzimas en esa ruta.