これは、生物と外部環境の間の物質とエネルギーの交換の全プロセスです。代謝と呼ばれる、物質が生体内で受けるすべての化学変化を含みます。

小分子や高分子の構成要素を利用して、自分に必要な高分子に変換することを同化作用といい、生合成ともいいます。

各代謝反応に関与する酵素と補酵素の構造と機能を解明する

代謝経路における基質、中間代謝物、最終生成物の構造、名前、反応の種類を決定する

酵素反応の制御機構を解明する

インビボ研究

生体外研究

同位体追跡法

酵素阻害剤

遺伝性の代謝異常

NMR分光法

ガスの測定方法

クロマトグラフィー - 質量分析法

遺伝子工学

ゲノム

トランスクリプトーム

プロテオーム

メタボローム

サンプル採取、サンプル前処理、代謝物の分離・検出、データ前処理、データ解析

生物の物質が酸化する過程を生物学的酸化といい、主に体内で糖、脂肪、タンパク質などが分解され、徐々にエネルギーが放出され、最終的にCO2やH20が生成される過程を指します。

糖、脂質、タンパク質は、基本的な構成要素 (グルコース、脂肪酸、グリセロール、アミノ酸) に分解されます。この段階では、放出されるエネルギーは少なく、総エネルギーの 1% 未満であり、そのほとんどは熱エネルギーの形で失われます。

グルコース、脂肪酸、グリセロール、アミノ酸は一連の酵素反応を受けてアセチル CoA を生成します。この段階で放出されるエネルギーは総エネルギーの約 1/3 を占め、その一部は高エネルギー化合物に蓄えられます。

アセチルCoAはトリカルボン酸サイクルに入り、完全に酸化されてCO2が生成され、同時に4つの脱水素反応が起こります。除去された水素は呼吸鎖を通って酸素に移されて水を生成し、同時に大量のエネルギーが放出されます。時間の一部は、体内で使用するために ATP に保存されます。

酸化還元反応（酸素化、脱水素化、電子損失）の一般規則に従ってください。

酵素反応

穏やかな反応条件 (体温、中性付近の pH)

段階的な反応、段階的なエネルギーの放出

水が生成されるとATPが生成されます（酸化的リン酸化）

ミトコンドリア内膜上の一連の酵素または補酵素は、水素や電子を伝達するために一定の順序で配列されており、これを電子伝達鎖と呼びます。電子伝達系は細胞の呼吸に関係しているため、呼吸系とも呼ばれます。

ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）：各種デヒドロゲナーゼの補酵素であり、代謝産物から取り出された2H（2H 2e）を受け取り、フラボタンパク質（FP）に伝達します。

フラボタンパク質（FP）

鉄硫黄タンパク質（Fe-S）

ユビキノン (UQ、Q)

シトクロム

高エネルギーのリン酸結合を含む高エネルギー化合物

生物が直接利用できるエネルギー物質

基質レベルのリン酸化: 脱水素反応と組み合わせて、高エネルギー代謝産物分子のエネルギーを ADP に直接伝達して ATP または GTP を生成するプロセス

酸化的リン酸化: 呼吸鎖における電子伝達プロセス中に ADP リン酸化を共役させて ATP を生成するプロセス。共役リン酸化とも呼ばれます。

モノオキシゲナーゼ系（混合機能性オキシダーゼ、ヒドロキシラーゼ）

触媒された O2 の 1 つの酸素原子が基質分子に付加され (ヒドロキシル化)、もう 1 つの酸素原子が H によって還元されて H2O (NADPH H からの H) になります。

オキシソソーム: 動物の肝臓、腎臓、小腸の粘膜細胞に存在します。

H2O2の生成を触媒するさまざまな酵素が含まれており、H2O2を分解する酵素も含まれています。