متابولیت چیست

در مطلب قبلی در رابطه با مول چیست صحبت کردیم و در این مطلب از شرکت دایا اکسیر فروش مواد شیمیایی آزمایشگاهی، می خواهیم به بررسی متابولیت ها بپردازیم.

هر ماده ای که محصول عمل متابولیک است یا در یک فرآیند متابولیک دخیل است متابولیت میباشد.

در علم بیوشیمی مواد شرکت‌کننده در متابولیسم یا سوخت و ساز سلولی را متابولیت (به انگلیسی: Metabolite) می‌نامند. در واقع متابولیت‌ها ترکیبات واسطه یا محصول سوخت و ساز سلول زنده هستند و معمولاً اشاره به مولکول‌های کوچک شرکت‌کننده در سوخت و ساز سلولی دارد.

متابولیت چه ماده ای است

متابولیت به هر ماده ای اطلاق می شود که در متابولیسم نقش دارد و اغلب به عنوان محصول فرعی فوری یک فرآیند متابولیک در نظر گرفته می شود. با این حال، برخی از مراجع، ماده ای را که در یک واکنش متابولیک دخیل هستند، به عنوان یک متابولیت در نظر می گیرند.

متابولیت ها بیومولکول هایی هستند که اندازه نسبتاً کوچکتر از بیومولکول های بزرگ (مانند پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک) دارند. آنها به طور طبیعی وجود دارند. با این حال، می توان آنها را به صورت مصنوعی نیز برای مصارف صنعتی و دارویی تولید کرد.

متابولوم شبکه بزرگی از واکنش‌های متابولیک را تشکیل می‌دهد که در آن خروجی‌های یک واکنش شیمیایی آنزیمی، ورودی به واکنش‌های شیمیایی دیگر است.

متابولیت های ترکیبات شیمیایی، چه ذاتی و چه دارویی، به عنوان بخشی از فرآیند بیوشیمیایی تجزیه و حذف ترکیبات، تشکیل می شوند. سرعت تجزیه یک ترکیب، تعیین کننده مهم مدت و شدت اثر آن است. درک چگونگی متابولیزه شدن ترکیبات دارویی و عوارض جانبی احتمالی متابولیت های آنها بخش مهمی از کشف دارو است.

 

عملکردهای متابولیت ها

متابولیت ها محصولات واسطه ای هستند که در طول متابولیسم تولید می شوند و توسط آنزیم های مختلفی که به طور طبیعی در سلول ها وجود دارند کاتالیز می شوند. به عنوان مثال، آنتی بیوتیک ها و رنگدانه ها. عملکردهای مختلف متابولیت ها عبارتند از: سوخت، ساختار، سیگنال دهی، فعالیت کاتالیزوری، دفاع و تعامل با سایر موجودات. متابولیت ها توسط گیاهان، انسان و میکروب ها تولید می شوند.

 

انواع متابولیت ها

از انواع متابولیت ها میتوان به متابولیت های گیاهی، متابولیت های انسانی و متابولیت های میکروبی اشاره کرد.

متابولیت های گیاهی

متابولیت های گیاهی دو نوع هستند: متابولیت های اولیه و متابولیت های ثانویه

متابولیت های اولیه

اینها ترکیبات شیمیایی هستند که در طی فرآیندهای رشد و نمو تولید می شوند. آنها همچنین در فرآیندهای متابولیکی اولیه تنفس و فتوسنتز نقش دارند. متابولیت های اولیه در مرحله رشد تشکیل می شوند. آنها عملکردهای فیزیولوژیکی بدن را حفظ می کنند و به عنوان متابولیت های مرکزی شناخته می شوند. آنها محصولات واسطه متابولیسم آنابولیک هستند که توسط سلول ها برای تشکیل درشت مولکول های ضروری استفاده می شوند.

نمونه‌هایی از متابولیت‌های اولیه عبارتند از: اتانول، اسید گلوتامیک، اسید آسپارتیک، اسید گوانیلیک ۵، اسید استیک، اسید لاکتیک، گلیسرول و غیره

اسیدهای آمینه، ویتامین ها، اسیدهای آلی، برخی از متابولیت های اولیه هستند که به صورت صنعتی تولید می شوند. الکل متابولیت اصلی است که در مقیاس بزرگ به صورت صنعتی تولید می شود.

 

متابولیت های ثانویه

این ترکیبات توسط ارگانیسم هایی تولید می شوند که برای فرآیندهای متابولیک اولیه مورد نیاز نیستند. با این حال، آنها می توانند از نظر اکولوژیکی یا موارد دیگر مهم باشند. متابولیت های ثانویه به عنوان محصولات نهایی متابولیت های اولیه در نظر گرفته می شوند زیرا از مسیرهایی که متابولیت های اولیه در آن دخیل هستند مشتق می شوند.

نمونه‌هایی از متابولیت‌های ثانویه عبارتند از: رنگدانه‌ها، رزین‌ها، ترپن‌ها، ارگوت، آلکالوئیدها، آنتی‌بیوتیک‌ها، نفتالین‌ها، نوکلئولون‌ها، پپتیدها، هورمون های رشد و غیره

همچنین، آنتی بیوتیک ها، سموم، فرومون ها، مهارکننده های آنزیم. استرپتومیست ها و اکتینومیست های مرتبط، منابع متابولیت های ثانویه جدید هستند.

متابولیت های انسانی

انسان ۲۵۰۰ متابولیت دارد. پروستاگلاندین یک متابولیت آراشیدونیک اسید تولید می کند که دارای خواص فیزیکی و گروه های عاملی یکسانی هستند و توسط یک سری واکنش های کاتالیز شده توسط آنزیم به هم مرتبط می شوند.

مانند کلسترول که هورمون های استروئیدی تولید می کند و کاتکول آمین ها که از اسید آمینه تیروزین به وجود می آیند.

متابولیت های میکروبی

میکروب های مختلف از استراتژی های متفاوتی برای تولید متابولیت ها استفاده می کنند. آنها در تمایز بین گونه های مختلف میکروارگانیسم ها مفید هستند.

مانند قارچ آسپرژیلوس نیجرکه اسید سیتریک تولید می کند و به طور گسترده در صنایع غذایی، دارویی و آرایشی استفاده می شود.

 

نکات کلیدی در مورد متابولیت ها

متابولیت ها محصولات  نهایی متابولیسم هستند.

متابولیت های اولیه برای رشد مناسب میکروارگانیسم ها ضروری هستند.

متابولیت‌های ثانویه در رشد، تولیدمثل و تکامل نقشی ندارند ولی از نظر اکولوژی ضروری هستند.

کاربرد متابولیت ها

 

متابولیت‌ها وظایف گوناگونی بر عهده دارند؛ شامل سوخت در فرایندهای سلولی، وظیفه ساختاری، پیام‌رسانی سلولی، اثر تحریک‌کنندگی و بازدارندگی روی آنزیم‌ها، اثر کاتالیزوری (معمولا به عنوان یک کوفاکتور نسبت به یک آنزیم)، وظایف دفاعی و ایجاد ارتباط با سایر موجودات زنده که به عنوان نمونه می‌توان به رنگدانه‌ها، ترکیبات معطر و فرومون‌ها اشاره کرد.

متابولیت ها را همچنین می توان در میکروبیولوژی صنعتی برای به دست آوردن اسیدهای آمینه، ساخت واکسن ها و آنتی بیوتیک ها و جداسازی مواد شیمیایی لازم برای سنتز آلی استفاده کرد.

متابولیت ها در بخش‌های آکادمیک، بالینی و صنعتی، به عنوان نشانگرهای زیستی بیماری، تسریع کننده اکتشافات دارویی و همچنین کمک کننده به کشاورزان در انتخاب مناسب ترین روشها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در این مطلب از شرکت دایا اکسیر مرکز فروش مواد شیمیایی در تهران در مورد متابولیت ها و انواع آن به تفصیل صحبت کردیم.