Metabolismo (dogregometabolismos, μεταβολισμός, que significa "mudança", troca[1]) é o conjunto detransformações que assubstâncias químicas sofrem no interior dosorganismos vivos. A expressãometabolismo celular é usada em referência ao conjunto de todas as reações químicas que ocorrem nascélulas. Estas reações são responsáveis pelos processos desíntese e degradação dosnutrientes na célula e constituem a base davida, permitindo ocrescimento ereprodução das células, mantendo as suas estruturas e adequando respostas aos seus ambientes.
As reações químicas do metabolismo estão organizadas emvias metabólicas, que são sequências de reações em que oproduto de uma reação é utilizado comoreagente na reação seguinte. Diferentesenzimascatalisam diferentes passos de vias metabólicas, agindo de forma concertada de modo a não interromper o fluxo nessas vias. As enzimas são vitais para o metabolismo porque permitem a realização de reações desejáveis mastermodinamicamente desfavoráveis, ao acoplá-las a reações mais favoráveis. As enzimas regulam as vias metabólicas em resposta a mudanças no ambiente celular ou asinais de outras células.
O metabolismo é normalmente dividido em dois grupos:anabolismo ecatabolismo. Reações anabólicas, ou reações de síntese, são reações químicas que produzem novamatéria orgânica nos seres vivos. Sintetizam-se novos compostos (moléculas mais complexas) a partir de moléculas simples (com consumo de energia sob a forma deATP). Reações catabólicas, ou reações de decomposição/degradação, são reações químicas que produzem grandes quantidades de energia (ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (matéria orgânica). Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perdemassa, o que acontece em períodos dejejum oudoença; mas se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha massa. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se emequilíbrio dinâmico ouhomeostase. O metabolismo é fundamentalmente estudado pelaBioquímica, usando muitas vezes também técnicas ligadas àBiologia Molecular e àGenética.
Uma característica do metabolismo é a semelhança de vias metabólicas básicas entreespécies muito diferentes. Por exemplo, o conjunto de intermediários reacionais encontrados nociclo dos ácidos tricarboxílicos é encontrado de forma universal, em células tão diferentes como abactériaEscherichia coli ou oelefante.[4] Esta estrutura metabólica semelhante está provavelmente associada à grande eficiência dessas vias e na sua antiguidade nahistória da evolução.[5][6]
Santorio Santorio sentado na sua cadeira-balança. DeArs de statica medecina, publicado pela primeira vez em1614.
A história do estudo científico do metabolismo estende-se por quatroséculos, tendo evoluído da observação de organismos animais inteiros até ao estudo de reações metabólicas individuais naBioquímica moderna. As primeiras experiências conduzidas de forma controlada foram publicadas porSantorio Santorio em1614 no seu livroArs de statica medecina.[7] Neste, Santorio descreveu como determinou o seu próprio peso antes e depois decomer,beber,dormir,trabalhar, terrelações sexuais,jejuar eexcretar. Ele descobriu que a maior parte da comida ingerida era perdida no que ele chamou de "perspiração insensível".[8]
Nestes estudos iniciais, os mecanismos destes processos metabólicos não eram conhecidos; pensava-se que o tecido vivo era animado por uma "força vital".[9]
Noséculo XIX, enquanto estudava afermentação doaçúcar aálcool porleveduras,Louis Pasteur concluiu que a fermentação era catalisada por substâncias dentro das células de levedura, a que ele chamou de "fermentos". Pasteur escreveu que "a fermentação alcoólica é um acto correlacionado com a vida e organização das células de levedura, não com a morte ou putrefação das células."[10] Esta descoberta, junto com a publicação dasíntese química daureia porFriedrich Wöhler em1828,[11] provou que oscompostos orgânicos e asreações químicas existentes nas células partilham o mesmo princípio que qualquer outra área daQuímica.[11]
A maioria das estruturas que compõem os seres vivos é fabricada a partir de três classes básicas de moléculas:aminoácidos,glícidos elípidos. Como estas moléculas são vitais, o metabolismo concentra-se na fabricação destas, na construção de células etecidos ou na sua degradação para uso como fonte deenergia. Muitos compostos bioquímicos podem serligados entre si formandopolímeros, como oADN e asproteínas. Estasmacromoléculas são parte essencial de todos os organismos vivos.[17]
Alguns dos polímeros mais comuns estão listados abaixo:
Asproteínas são compostas por aminoácidos dispostos numa cadeia linear e ligados entre si porligações peptídicas. Muitas proteínas são as enzimas que catalisam as reações químicas no metabolismo. Outras proteínas têm funções estruturais ou mecânicas, como o sistema de armação celular usado para manter a forma da célula, ocitoesqueleto.[18]
Osglícidos sãoaldeídos oucetonas contendo diversosgrupos funcionaishidroxilo. Os glícidos simples podem existir numa forma linear ou numa forma cíclica. São as moléculas biológicas mais abundantes e possuem funções muito diversificadas, como o armazenamento e transporte de energia (sob a forma deamido eglicogénio) e construção de elementos estruturais (como acelulose emplantas e aquitina emanimais).[19]
Estrutura daglicose convertida da projeção de Fisher (linear) para a de Haworth (cíclica).
O ARN deribozimas (como ospliceossoma eribossomas) apresenta actividade enzimática tal como as enzimas proteicas, pois pode catalisar reações químicas.[26]
O metabolismo envolve um vasto conjunto de reações químicas, mas a maioria cai dentro de alguns tipos básicos de transferências de grupos funcionais.[28] Estaquímica comum permite às células usarem um conjunto relativamente pequeno de intermediários metabólicos no transporte de grupos químicos de uma reação para a seguinte.[27] Estes intermediários de transferência de grupos são ascoenzimas. Cada classe de reação de transferência de grupos corresponde a uma determinada coenzima, servindo de substrato para um conjunto de enzimas que a produz e que a consome. Assim, as coenzimas são continuamente produzidas, consumidas e então recicladas.[29]
A coenzima mais central é otrifosfato de adenosina (ATP), a moeda de troca energética universal das células. O ATP é utilizado para transferirenergia química entre diferentes reações químicas. Existe uma pequena quantidade de ATP permanentemente presente nas células, mas como é constantemente regenerado, o corpo humano é capaz de utilizar o seu peso em ATP por dia.[29] O ATP age como uma ponte entrecatabolismo eanabolismo, tendo as reações catabólicas como produtoras de ATP e as anabólicas como consumidoras. Também serve como um transportador de grupos fosfato em reações defosforilação.[30]
Asvitaminas sãocompostos orgânicos necessários em pequenas quantidades e que não podem ser sintetizados pelas células. Nanutrição humana, a maioria das vitaminas funciona como coenzimas após sofrerem uma modificação química; por exemplo, todas asvitaminas hidrossolúveis são fosforiladas ou ligadas a nucleótidos para a sua utilização intracelular.[31] Odinucleótido de nicotinamida-adenina (NADH), um derivado davitamina B3 (niacina), é uma coenzima importante que age como aceitador dehidrogénio. Centenas de diferentes tipos dedesidrogenases retiramelectrões dos seus substratos ereduzem NAD+ a NADH. Esta forma reduzida da coenzima é então substrato pararedutases celulares que necessitem de reduzir os seus substratos.[32] O dinucleótido de nicotinamida-adenina existe também sob uma forma fosfatada, NADPH. O parredox NAD+/NADH é mais importante no catabolismo, enquanto que o par NADP+/NADPH é mais usado no anabolismo.[33]
Osmetais de transição são normalmente elementos vestigiais em organismos, sendo ozinco e oferro os mais abundantes.[38][39] Estes metais são usados por algumas proteínas como cofactores e são essenciais para a actividade demetaloenzimas como acatalase e proteínas de transporte dedioxigénio como ahemoglobina.[40] Tais metais atuam como cofatores quer estando ligados diretamente à cadeia polipeptídica, quer estejam integrados em moléculas orgânicas complexas que por sua vez se encontram ligadas àcadeia polipeptídica. Os cofatores sofrem modificações durante a catálise enzimática mas voltam sempre ao seu estado inicial no fim de um ciclo catalítico. Os metais de transição são absorvidos pelos organismos usando transportadores específicos e ligam-se a proteínas de armazenamento como aferritina e ametalotioneína quando não é necessária a sua disponibilidade para intervir no metabolismo.[41][42]
Todas estas diferentes formas de metabolismo dependem de reaçõesredox que envolvem atransferência de electrões de moléculas doadorasreduzidas, como moléculas orgânicas,água,amoníaco,ácido sulfídrico ou osiõesferrosos (Fe2+), para moléculas aceitadoras, como odioxigénio (O2), onitrato (NO3−) ou osulfato (SO42-).[44] Emanimais, estas reações envolvem a degradação de moléculas orgânicas complexas a moléculas mais simples, como dióxido de carbono (CO2) e água (H2O). Em organismos fotossintéticos, como asplantas ecianobactérias, estas reações de transferência electrónica não libertam energia, sendo antes utilizadas como forma de armazenar energia absorvida da luz solar.[45]
O conjunto de reações catabólicas mais comum em animais pode ser separado em três etapas diferentes. Na primeira etapa, moléculas orgânicas complexas como as proteínas, polissacarídeos ou lípidos são degradados nos seus componentes fora das células. Na etapa seguinte, estas moléculas de menor tamanho são importadas pelas células e convertidas a moléculas menores, normalmente oacetil-CoA, num processo que liberta energia. Na última etapa, o grupo acetilo do acetil-CoA é oxidado a água e dióxido de carbono, libertando energia que é armazenada através da redução da coenzimadinucleótido de nicotinamida-adenina, NAD+, a NADH.[46]
Macromoléculas como oamido ou asproteínas não podem ser rapidamente assimilados pelascélulas, tendo de ser degradados nos seus componentes de menor tamanho antes de poderem ser utilizados no metabolismo celular. Adigestão destespolímeros é feita por diversas classes deenzimas. Estas enzimas digestivas incluem as proteases, que digerem proteínas a aminoácidos, e glicosídeo hidrolases, que digerem polissacarídeos a monossacarídeos.[47]
Osmicroorganismos excretam enzimas digestivas para o ambiente ao seu redor,[48][49] enquanto que os animais segregam estas enzimas em células especializadas dosistema digestivo.[50] Os aminoácidos ou açúcares libertados por estas enzimas extracelulares são então assimiladas pelas células através de proteínas específicas usandotransporte activo.[51][52]
O catabolismo de glícidos consiste na degradação de glícidos complexos em unidades de menor tamanho. Os glícidos são normalmente assimilados pelas células após a sua digestão a monossacarídeos.[53] Após entrada na célula, a principal via de degradação é aglicólise, em queaçúcares como aglucose e afrutose são convertidos apiruvato, com formação em simultâneo deATP.[54] O piruvato é um intermediário de diversas vias metabólicas, mas a maioria é convertida a acetil-CoA, que entra nociclo dos ácidos tricarboxílicos (ciclo de Krebs). Embora haja mais alguma formação de ATP neste ciclo, o produto principal deste é o NADH, resultante da redução do NAD+ quando o acetil-CoA éoxidado. Esta oxidação libertadióxido de carbono (CO2). Uma via alternativa de degradação da glicose é aVia das pentoses-fosfato, que reduz a coenzimaNADPH e produzpentoses como aribose, o açúcar componente dosácidos nucleicos.[46]
As gorduras são catabolizadas porhidrólise aácidos gordos livres eglicerol. O glicerol entra na glicólise e os ácidos gordos são degradados porbeta-oxidação a acetil-CoA, que entra então no ciclo dos ácidos tricarboxílicos. Devido à sua grande proporção de gruposmetileno e pelo facto de os glícidos possuírem mais oxigénio nas suas estruturas químicas, os ácidos gordos libertam mais energia que os glícidos quando oxidados.[47]
Os aminoácidos são utilizados na síntese de proteínas e outras biomoléculas, ou oxidados aureia e dióxido de carbono para obtenção de energia.[55] Avia de oxidação começa com a remoção do grupoamina por umatransaminase, deixando um esqueleto decarbono sob a forma de umcetoácido; o grupo amina é então metabolizado nociclo da ureia. Vários cetoácidos obtidos através da desaminação de aminoácidos são também intermediários no ciclo dos ácidos tricarboxílicos: por exemplo, a desaminação doglutamato formaα-cetoglutarato.[56] Os aminoácidos glucogénicos também podem ser convertidos a glicose, através dagluconeogénese.[57]
Estrutura daATP sintase. O canal de protões encontra-se a azul e a subunidade com actividade de sintase a vermelho.
Nafosforilação oxidativa, os electrões obtidos na oxidação de moléculas em diversas vias metabólicas, como por exemplo o ciclo dos ácidos tricarboxílicos, são transferidos para o dioxigénio, e a energia libertada é usada na produção de ATP. Emeucariontes, este processo é feito por uma série de proteínas, acadeia de transporte eletrónico, que se encontram nasmembranasmitocondriais. Emprocariontes, estas proteínas encontram-se namembrana celular interna.[58] Estas proteínas utilizam a energia obtida da oxidação de NADH paratransportar protões através da membrana.[59]
O transporte de protões para o exterior da mitocôndria cria uma diferença de concentração de protões entre os dois compartimentos, criando umgradiente electroquímico.[60] A presença deste gradiente força os protões a regressarem ao interior da mitocôndria através daATP sintase. O fluxo de protões provoca a rotação da subunidade inferior da ATP sintase, o que causa afosforilação dedifosfato de adenosina (ADP) atrifosfato de adenosina (ATP).[29]
Aenergia daluz solar é captada porplantas,cianobactérias, alguns tipos debactérias e deprotistas. Este processo está frequentemente associado à fixação de dióxido de carbono em compostos orgânicos, que é um processo integrante dafotossíntese. Os sistemas de captura de energia e de fixação de carbono podem trabalhar separadamente em procariontes, como acontece com as bactérias púrpura e as bactérias verdes sulfurosas. Estas bactérias usam a luz solar como fonte de energia mas alternam o seu metabolismo entre a fixação de carbono e afermentação de compostos orgânicos.[67][68]
A captação de energia solar é um processo semelhante àfosforilação oxidativa, pois ambos os processos envolvem o armazenamento de energia sob a forma de um gradiente de protões, que leva à síntese de ATP.[29] No caso da fotossíntese, os electrões necessários para o funcionamento da cadeia de transporte electrónico provêm de proteínas colectoras de luz denominadas centros reacionais fotossintéticos. Estas estruturas dividem-se em dois tipos dependendo dopigmento fotossintético presente; a maioria das bactéria fotossintéticas possui apenas um tipo de centro, enquanto as plantas e as cianobactérias possuem dois.[69]
Em plantas, ofotossistema II usaenergia luminosa para remover electrões da água, libertando oxigénio no processo. Os electrões movem-se então para o complexo do citocromob6f, que usa a sua energia para transportar protões através das membranas dostilacoides noscloroplastos.[19] Estes protões regressam ao interior dos tilacoides através daATP sintase, num processo semelhante ao descrito nas mitocôndrias. Estes electrões podem então entrar nofotossistema I e ser utilizados naredução de NADP+, nociclo de Calvin ou reciclados para gerar ainda mais ATP.[70]
Oanabolismo é o conjunto de reações metabólicas desíntese em que a energia libertada pelo catabolismo é utilizada para construir moléculas complexas. Em geral, as moléculas complexas que constituem estruturas celulares são construídas passo a passo a partir de precursores mais simples. O anabolismo divide-se em três etapas fundamentais:
Os organismos diferem entre si na quantidade de diferentes moléculas que conseguem sintetizar. Os seresautotróficos, como as plantas, podem construir moléculas complexas (polissacarídeos e proteínas) a partir de moléculas muito simples como o dióxido de carbono e a água. Os seresheterotróficos necessitam de fontes alimentares para providenciar monossacarídeos e aminoácidos, para poder produzir macromoléculas. Os organismos podem ainda ser classificados segundo a fonte primária da sua energia: fotoautotróficos e foto-heterotróficos obtém energia a partir da luz solar, enquanto que organismos quimioautotróficos e quimio-heterotróficos obtêm energia a partir de reações de oxidação.[71]
Afotossíntese é o processo em que ocorre síntese de glicose a partir da luz solar, dióxido de carbono e água, havendo produção de oxigénio. Este processo utiliza ATP e NADPH produzido pelos centros reacionais fotossintéticos para converter CO2 em glicerol-3-fosfato, que pode ser então convertido a glicose. Esta reação de fixação de carbono é catalisada pela enzimaRuBisCO e é parte integrante dociclo de Calvin.[72] Ocorrem três tipos de fotossíntese em plantas: fixação de carbono em plantas C3, fixação de carbono em plantasC4 e fotossínteseCAM. Estes tipos de fotossíntese diferem na via que o CO2 toma até ao ciclo de Calvin: as plantas C3 fixam o CO2 directamente, enquanto que as C4 e CAM incorporam-no noutros compostos de forma a adaptar a condições de alta luminosidade e dessecação.[73] Algas e plantas aquáticas usam microcompartimentos subcelulares chamadospirenoides.[74]
Os mecanismos de fixação de carbono em procariontes fotossintéticos são mais diversificados. O CO2 pode ser fixado através do ciclo de Calvin, de um ciclo dos ácidos tricarboxílicos inverso[75] ou através da carboxilação do acetil-CoA.[76][77] Procariontes quimioautotróficos também utilizam o ciclo de Calvin para a fixação de carbono mas a energia usada nas reações provém de compostos inorgânicos.[78]
Noanabolismo deglícidos,ácidos orgânicos simples podem ser convertidos amonossacarídeos como aglicose, sendo então usados para sintetizarpolissacarídeos como oamido. A produção de glicose a partir de compostos como opiruvato, olactato, oglicerol, oglicerol-3-fosfato eaminoácidos é chamadagluconeogénese. Na gluconeogénese, o piruvato é convertido a glicose-6-fosfato usando diversos intermediários, muitos deles comuns àglicólise.[54] No entanto, esta via não se resume a uma inversão da glicólise, pois diversos passos são catalisados por enzimas não-glicolíticas. Este é um aspecto importante pois permite a regulação separada da formação e da degradação da glicose, evitando que ambas as vias funcionem em simultâneo num ciclo fútil.[79][80]
Embora agordura seja um modo comum de armazenamento de energia, emvertebrados, como oshumanos, osácidos gordos não podem ser convertidos a glicose através da gluconeogénese, pois estes organismos são incapazes de transformaracetil-CoA empiruvato.[81] Por essa razão, após um longojejum os vertebrados necessitam de produzircorpos cetónicos a partir de ácidos gordos para substituir a glicose em falta emtecidos eórgãos que não conseguem metabolizar ácidos gordos, como océrebro.[82] Noutros organismos, como plantas e bactérias, este problema metabólico é ultrapassado utilizando ociclo do glioxilato, que evita o passo de descarboxilação no ciclo dos ácidos tricarboxílicos e permite a transformação de acetil-CoA aoxaloacetato, que pode ser então utilizado na produção de glicose.[15][81]
Ospolissacarídeos e osglicanos são sintetizados através da adição sequencial de monossacarídeos, catalisada por glicosiltransferases, de um doador de açúcar fosforilado como odifosfato de uridina glicose (UDP-glicose) para um grupohidroxilo aceitador no polissacarídeo nascente. Como qualquer um dos grupos hidroxilo da estrutura do substrato podem ser aceitadores, os polissacarídeos podem ter estruturas lineares ou ramificadas.[83]
Os polissacarídeos podem desempenhar funções estruturais ou metabólicas, podendo também ser transferidos para lípidos e proteínas pelas enzimas oligossacariltransferases.[84][85]
Esquema simplificado da via de síntese de esteroides, mostrando os intermediários metabólicos pirofosfato de isopentenilo (IPP), pirofosfato de dimetilalilo (DMAPP), pirofosfato de geranilo (GPP) e esqualeno. Outros intermediários foram omitidos para maior claridade.
Os ácidos gordos são sintetizados pelas sintases de ácido gordo, que polimerizam e reduzem unidades de acetil-CoA. As cadeiasacilo dos ácidos gordos são aumentadas através de um ciclo de reações que adicionam o grupo acilo, reduzem-no à forma álcool,desidratam este a um grupoalceno, sendo este finalmente reduzido a um grupoalcano. As enzimas envolvidas na biossíntese de ácidos gordos encontram-se divididas em dois grupos: em animais e fungos todas estas reações são catalisadas por uma proteína multifuncional (tipo I),[86] enquanto que em plantas e bactérias diferentes enzimas catalisam as diversas reações (tipo II).[87][88]
Uma reação importante que utiliza estes doadores de isopreno é a síntese deesteroides. Nesta, as unidades de isopreno são unidas formandoesqualeno; este é então convertido alanosterol.[93] O lanosterol pode ser então convertido a outros esteroides, como ocolesterol e oergosterol.[93][94]
Diferentes organismos possuem diferentes capacidades de sintetizar os vinteaminoácidos mais comuns. A maioria das bactérias e plantas conseguem sintetizar todos os vinte aminoácidos; os mamíferos conseguem sintetizar apenas dez, denominadosnão-essenciais por esta razão.[19] Assim, os aminoácidos essenciais têm de ser obtidos através da alimentação. Todos os aminoácidos são sintetizados a partir de intermediários da glicólise, do ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou da via das pentoses-fosfato; oazoto não existente nestes intermediários é fornecido peloglutamato ou pelaglutamina. A síntese dos aminoácidos depende da formação do alfa-cetoácido apropriado, que sofre entãotransaminação para formar um aminoácido.[95]
Os aminoácidos são utilizados na síntese de proteínas, ao serem ligados entre si porligações peptídicas numa cadeia linear. Os aminoácidos podem ser ligados num número de combinações quase infinito, fazendo com que cada proteína tenha uma sequência única de aminoácidos, denominada estrutura primária. As proteínas são sintetizadas a partir de aminoácidos ativados através de uma ligaçãoéster a uma molécula deARN de transferência (ARNt ou tRNA). Estes aminoácidos ativados, osaminoacil-tRNA, são sintetizados pelaaminoacil-tRNA sintetase, numa reação dependente da presença de ATP.[96] Os ribossomas atuam então no aminoacil-tRNA, agregando-o à cadeia polipeptídica nascente, segundo a informação dada peloARN mensageiro.[97]
Osnucleótidos são sintetizados a partir de aminoácidos, dióxido de carbono eácido fórmico em vias metabólicas que necessitam de grandes quantidades de energia.[98] Aspurinas são sintetizadas a partir denucleósidos (bases ligadas àribose). Tanto aadenina como aguanina são sintetizadas a partir do monofosfato deinosina, que por sua vez é sintetizado usando átomos provenientes dos aminoácidosglicina,glutamina easpartato, assim como deformato transferido pela coenzimatetra-hidrofolato. As pirimidinas são sintetizadas a partir da baseorotato, formada a partir da glutamina e do aspartato.[99]
Todos os organismos são constantemente expostos a compostos que não podem ser utilizados no metabolismo normal e que são potencialmente tóxicos se se acumularem nas células. Tais compostos são designadosxenobióticos.[100] Os xenobióticos, incluindo substâncias comodrogas sintéticas,venenos eantibióticos, são desintoxicados usando um conjunto de enzimas específicas. Em humanos, estas enzimas incluem as citocromo P450 oxidases,[101] as UDP-glucuronosiltransferases[102] e as glutationo-S-transferases.[103]
Este sistema de enzimas atua em três fases. Na fase I, o xenobiótico é oxidado; na fase II, existe conjugação de grupos hidrofílicos no xenobiótico oxidado, de modo a torná-lo mais hidrossolúvel; na fase III reação esta que acontece graças a existência da Proteína-G, o xenobiótico modificado é expulso das células, podendo sofrer mais algum metabolismo emorganismos multicelulares antes da suaexcreção. Estas reações são bastante importantes em termosecológicos, nomeadamente nabiodegradaçãomicrobiana deagentes poluentes ebiorremediação de terrascontaminadas e derrames decombustíveis.[104]
Muitas destas reações microbianas são idênticas às existentes em organismos multicelulares. No entanto, e graças à sua enorme diversidade, os microorganismos conseguem desintoxicar uma variedade superior de xenobióticos que os organismos multicelulares, conseguindo inclusivamente degradar agentes poluentes orgânicos persistentes, como compostosorganoclorados.[105]
Os sistemas vivos têm de obedecer àsleis da termodinâmica. A grande complexidade dos organismos aparentemente contradiz asegunda lei da termodinâmica, que enuncia que aentropia de umsistema fechado tende a aumentar; no entanto, os sistemas vivos sãosistemas abertos que trocamenergia emassa com o seu exterior. Assim, os organismos não se encontram emequilíbrio termodinâmico, sendo antes sistemas dissipativos, pois mantêm a sua ordem ao aumentar a entropia do seu ambiente.[110] O metabolismo celular faz a ponte entre o processo espontâneo de catabolismo e o processo não espontâneo de anabolismo para obter este efeito. Em termos termodinâmicos, o metabolismo mantém a ordem ao criar desordem.[111]
Emfungos,bactérias,plantas ouanimais desangue quente oufrio, vários processos interagem com a temperatura interna e externa aos organismos. As plantas e leveduras parecem ter umtermostato biológico simples. Na plantaArabidopsis thaliana, uma única proteína (ahistona H2A) desempenha o papel em variações de temperatura inferiores a 1 °C. Esta proteína altera o enrolamento doDNA, controlando assim o acesso a determinadas moléculas de DNA, ou inibindo a ativação degenes. Este efeito de "bio-termostato" parece ser comum na natureza. Entender esses mecanismos também pode ajudar a compreender melhor alguns dos efeitos damudança do clima.[112][113]
O ambiente da maioria dos organismos encontra-se em constante mudança, sendo necessária uma apertada regulação das reações metabólicas de modo a manter um conjunto de condições mais ou menos constante nas células, chamadohomeostase.[114][115] A regulação metabólica permite aos organismos dar resposta a estímulos do exterior, permitindo a interação com o seu ambiente.[116] Existem dois conceitos relacionados que são importantes para a compreensão da forma como são reguladas vias metabólicas: em primeiro lugar, aregulação de uma enzima numa via refere-se ao aumento ou diminuição da sua actividade enzimática em resposta a estímulos; o segundo conceito é ocontrolo exercido por esta enzima na velocidade total da via por sofrer variações na sua actividade enzimática, ou seja, o controlo do fluxo da via metabólica.[117] Por exemplo, uma enzima pode sofrer grandes alterações na sua actividade (ou seja, ser muito regulada) mas se estas mudanças não tiverem um efeito significativo no fluxo da via metabólica, então esta enzima não está envolvida no controlo da via.[118]
Efeito da insulina na absorção e metabolismo da glicose. Ainsulina liga-se ao seu receptor (1) que por sua vez inicia diversas cascatas de sinalização (2) tais como a translocação do transportador Glut-4 para amembrana plasmática e entrada de glicose (3), síntese deglicogénio (4),glicólise (5) e síntese deácidos gordos (6).
Existem diversos níveis de regulação metabólica. Na regulação intrínseca, a via metabólica regula-se a si própria em resposta a mudanças nos níveis de substratos ou produtos; por exemplo, uma diminuição na quantidade de produto pode aumentar o fluxo da via para compensar essa diminuição.[117][119] Este tipo de regulação envolve frequentemente o uso de regulação alostérica das diversas enzimas que participam na via metabólica. O controlo extrínseco corresponde à mudança do metabolismo de uma célula num organismo multicelular em resposta a sinais de outras células. Estes sinais são normalmente moléculas mensageiras solúveis, comohormonas efactores de crescimento, e são detectados por receptores específicos na superfície das células.[120] Tais sinais são então transmitidos para o interior da célula por sistemas de mensageiros secundários que envolvem frequentemente afosforilação de proteínas.[121]
A regulação do metabolismo da glicose pelainsulina é um exemplo bem conhecido de controlo extrínseco.[122] A insulina é produzida em resposta a um aumento daglicemia. A ligação da hormona a receptores de insulina na superfície de células activa uma cascata decinases que provoca a absorção de glicose pelas células e a sua conversão a moléculas de armazenamento, como o glicogénio e os ácidos gordos.[123] O metabolismo do glicogénio é controlado pela actividade da glicogénio fosforilase, a enzima que hidrolisa o glicogénio, e pela glicogénio sintase, a enzima que o sintetiza. Estas enzimas são reguladas de forma recíproca, em que a fosforilação activa a fosforilase e inibe a sintase. A insulina provoca a síntese de glicogénio ao activar fosfatases, produzindo um decréscimo na fosforilação destas enzimas.[124]
A árvore filogenética, mostrando as relações entre organismos decorrentes da evolução das espécies. A azul: bactérias; a verde: arqueas; a vermelho: eucariotas. São também mostradas as posições relativas de alguns filos.
As vias metabólicas descritas acima são comuns aos três domínios da vida (Eukarya,Archaea eBacteria), considerando-se por isso que estavam também presentes no mais recente antecessor comum aos três domínios.[4][125] Este antecessor eraprocariótico e provavelmentemetanogénico, possuindo um extenso metabolismo de lípidos, aminoácidos, nucleótidos e glícidos.[126] A preservação destas vias durante a evolução que se seguiu poderá ter resultado de serem uma solução optimizada para os seus problemas metabólicos específicos: ocorre a produção de metabolitos de forma eficiente e com um número mínimo de passos reacionais.[5][6]
Diversos são os modelos propostos para a descrição da evolução de novas vias metabólicas, incluindo a adição sequencial de enzimas a curtas vias ancestrais, a duplicação e posterior divergência evolutiva de vias metabólicas inteiras e a inclusão de enzimas preexistentes numa nova via reacional.[127] Não é clara a importância relativa destes mecanismos, mas diversos estudos genómicos sugerem que as enzimas de uma dada via metabólica possuem um antecessor comum. Esta ancestralidade comum implica que diversas vias terão evoluído passo a passo, com a criação de novas funções a partir de passos reacionais preexistentes.[128] Existe também a possibilidade de que partes do metabolismo existam como "módulos" que podem ser reutilizados em diferentes vias e que desempenham funções semelhantes em diferentes moléculas.[129]
A evolução de organismos pode levar também à perda de vias metabólicas. Por exemplo, em algunsparasitas, processos metabólicos que não são essenciais à sua sobrevivência são perdidos; o parasita absorve então aminoácidos, nucleótidos e glícidos do seuhospedeiro.[130] Organismos endossimbióticos apresentam também capacidades metabólicas similarmente reduzidas.[131]
Rede metabólica do ciclo dos ácidos tricarboxílicos deArabidopsis thaliana. Asenzimas e os metabolitos encontram-se representados com quadrados vermelhos e as suas interações com traços pretos.
O metabolismo é classicamente estudado usando umaaproximação reducionista, focando uma via metabólica isoladamente. Amarcação isotópica de precursores é de grande utilidade em estudos com organismos inteiros, tecidos ou células, pois permite seguir o percurso dessas moléculas até serem transformadas no produto final, analisando intermediários e produtos marcadosradioativamente.[132] As enzimas que catalisam estas reações podem ser purificadas e analisadas do ponto de vista da sua actividade enzimática, medindo parâmetroscinéticos e respostas a inibidores. Outro tipo de investigação consiste na identificação de metabolitos numa célula ou tecido; o conjunto de metabolitos é por vezes designado metaboloma. De uma forma geral, este tipo de estudos é adequado para alcançar uma visão geral de uma via metabólica simples, mas é limitado quando aplicado a sistemas mais complexos, como o funcionamento de uma célula inteira.[133]
É possível ter uma ideia da complexidade da rede metabólica existente nas células, que possuem tipicamente milhares de enzimas, analisando a figura ao lado, que representa apenas 43 proteínas e 40 metabolitos. A sequenciação de genomas mostra que poderão existir até 45000 genes (que corresponderão a tantos outros polipéptidos).[134] É, no entanto, possível usar esta informação genómica para reconstruir redes completas de reações bioquímicas e produzirmodelos matemáticosholísticos que expliquem e prevejam o seu comportamento.[135] Tais modelos são particularmente úteis quando usados na integração de dados obtidos através de métodos laboratoriais de análise de expressão genética, como o uso deproteómica emicroarrays.[136]
Finalmente, compreender os efeitos do metabolismo no projeto racional de novas fármacos ainda é um desafio considerável. No entanto, estudos recentes baseados em metodologias teóricas tem possibilitado prever possíveis efeitos metabólicos no planejamento racional de novos fármacos.[138]
↑abEbenhöh O, Heinrich R (2001). «Evolutionary optimization of metabolic pathways. Theoretical reconstruction of the stoichiometry of ATP and NADH producing systems».Bull Math Biol.63 (1): 21–55.PMID11146883
↑abMeléndez-Hevia E, Waddell T, Cascante M (1996). «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».J Mol Evol.43 (3): 293–303.PMID8703096 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Eknoyan G (1999). «Santorio Sanctorius (1561–1636) - founding father of metabolic balance studies».Am J Nephrol.19 (2): 226-33.PMID10213823
↑Dubos J. (1951). «Louis Pasteur: Free Lance of Science, Gollancz. Quoted in Manchester K. L. (1995) Louis Pasteur (1822 – 1895)—chance and the prepared mind.».Trends Biotechnol.13 (12): 511–515.PMID 8595136
↑abKinne-Saffran E, Kinne R (1999). «Vitalism and synthesis of urea. From Friedrich Wöhler to Hans A. Krebs».Am J Nephrol.19 (2): 290-4.PMID10213830
↑abKornberg H, Krebs H (1957). «Synthesis of cell constituents from C2-units by a modified tricarboxylic acid cycle».Nature.179 (4568): 988-91.PMID13430766
↑Cooper, Geoffrey M. (2000). «The Molecular Composition of Cells».The Cell: A Molecular Approach. 2 ed. [S.l.: s.n.] Consultado em 17 de novembro de 2020
↑Michie K, Löwe J (2006). «Dynamic filaments of the bacterial cytoskeleton».Annu Rev Biochem.75: 467-92.PMID16756499
↑abcdefDavid L. Nelson; Michael M. Cox (2005).Lehninger Principles of Biochemistry. New York: W. H. Freeman and company. 841 páginas.ISBN0-7167-4339-6
↑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 (2005).«A comprehensive classification system for lipids».J Lipid Res.46 (5): 839-61.PMID15722563 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑«Nomenclature of Lipids». IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature (CBN). Consultado em 8 de março de 2007
↑Berg, Jeremy M.; Tymoczko, John L.; Gatto, Gregory J.; Stryer, Lubert (2015).Biochemistry Eighth edition ed. Nova Iorque: W.H. Freeman & Company.ISBN978-1-4641-2610-9
↑Raman R, Raguram S, Venkataraman G, Paulson J, Sasisekharan R (2005). «Glycomics: an integrated systems approach to structure-function relationships of glycans».Nat Methods.2 (11): 817-24.PMID16278650 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Sierra S, Kupfer B, Kaiser R (2005). «Basics of the virology of HIV-1 and its replication».J Clin Virol.34 (4): 233-44.PMID16198625 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Reece, Jane B.; Wasserman, Steven A.; Urry, Lisa A.; Cain, Michael L.; Minorsky, Peter V.; Jackson, Robert B.Biologia de Campbell. [S.l.]: Artmed Editora.ISBN978-85-8271-230-6
↑abWimmer M, Rose I (1978). «Mechanisms of enzyme-catalyzed group transfer reactions».Annu Rev Biochem.47: 1031–78.PMID354490
↑Mitchell P (1979). «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».Eur J Biochem.95 (1): 1–20.PMID378655
↑Ann Coulston; John Kerner, JoAnn Hattner, Ashini Srivastava (2006). «Nutrition Principles and Clinical Nutrition».Stanford School of Medicine Nutrition Courses. [S.l.]: SUMMIT !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Pollak N, Dölle C, Ziegler M (2007). «The power to reduce: pyridine nucleotides—small molecules with a multitude of functions».Biochem J.402 (2): 205-18.PMID17295611 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑abHeymsfield S, Waki M, Kehayias J, Lichtman S, Dilmanian F, Kamen Y, Wang J, Pierson R (1991). «Chemical and elemental analysis of humans in vivo using improved body composition models».Am J Physiol.261 (2 Pt 1): E190-8.PMID1872381 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Husted S, Mikkelsen B, Jensen J, Nielsen N (2004). «Elemental fingerprint analysis of barley (Hordeum vulgare) using inductively coupled plasma mass spectrometry, isotope-ratio mass spectrometry, and multivariate statistics».Anal Bioanal Chem.378 (1): 171-82.PMID14551660 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Finney L, O'Halloran T (2003). «Transition metal speciation in the cell: insights from the chemistry of metal ion receptors».Science.300 (5621): 931-6.PMID12738850
↑Dunn L, Rahmanto Y, Richardson D (2007). «Iron uptake and metabolism in the new millennium».Trends Cell Biol.17 (2): 93–100.PMID17194590 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Gupta R, Gupta N, Rathi P (2004). «Bacterial lipases: an overview of production, purification and biochemical properties».Appl Microbiol Biotechnol.64 (6): 763-81.PMID14966663 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Hoyle T (1997). «The digestive system: linking theory and practice».Br J Nurs.6 (22): 1285–91.PMID9470654
↑Souba W, Pacitti A (1992). «How amino acids get into cells: mechanisms, models, menus, and mediators».JPEN J Parenter Enteral Nutr.16 (6): 569-78.PMID1494216
↑Barrett M, Walmsley A, Gould G (1999). «Structure and function of facilitative sugar transporters».Curr Opin Cell Biol.11 (4): 496–502.PMID10449337 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Bell G, Burant C, Takeda J, Gould G (1993). «Structure and function of mammalian facilitative sugar transporters».J Biol Chem.268 (26): 19161-4.PMID8366068 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Hosler J, Ferguson-Miller S, Mills D (2006). «Energy transduction: proton transfer through the respiratory complexes».Annu Rev Biochem.75: 165-87.PMID16756489 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Schultz B, Chan S (2001). «Structures and proton-pumping strategies of mitochondrial respiratory enzymes».Annu Rev Biophys Biomol Struct.30: 23–65.PMID11340051
↑Capaldi R, Aggeler R (2002). «Mechanism of the F(1)F(0)-type ATP synthase, a biological rotary motor».Trends Biochem Sci.27 (3): 154-60.PMID11893513
↑Friedrich B, Schwartz E (1993). «Molecular biology of hydrogen utilization in aerobic chemolithotrophs».Annu Rev Microbiol.47: 351-83.PMID8257102
↑Weber K, Achenbach L, Coates J (2006). «Microorganisms pumping iron: anaerobic microbial iron oxidation and reduction».Nat Rev Microbiol.4 (10): 752-64.PMID16980937 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Jetten M; Strous M; Strous M; van de Pas-Schoonen K; Schalk J; van Dongen U; van de Graaf A; Logemann S; Muyzer G10=van Loosdrecht MKuenen J (1998). «The anaerobic oxidation of ammonium».FEMS Microbiol Rev.22 (5): 421-37.PMID9990725
↑Simon J (2002). «Enzymology and bioenergetics of respiratory nitrite ammonification».FEMS Microbiol Rev.26 (3): 285–309.PMID12165429
↑Munekage Y, Hashimoto M, Miyake C, Tomizawa K, Endo T, Tasaka M, Shikanai T (2004). «Cyclic electron flow around photosystem I is essential for photosynthesis».Nature.429 (6991): 579-82.PMID15175756 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑abMandal A (26 de novembro de 2009).«What is Anabolism?».News-Medical.net. Consultado em 17 de novembro de 2020
↑Miziorko H, Lorimer G (1983). «Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase».Annu Rev Biochem.52: 507-35.PMID6351728
↑Larkum, Anthony W. D.; Douglas, S.; Raven, John A. (6 de dezembro de 2012).Photosynthesis in Algae. [S.l.]: Springer Science & Business Media. p. 444.ISBN978-94-007-1038-2
↑Strauss G, Fuchs G (1993). «Enzymes of a novel autotrophic CO2 fixation pathway in the phototrophic bacterium Chloroflexus aurantiacus, the 3-hydroxypropionate cycle».Eur J Biochem.215 (3): 633-43.PMID8354269
↑Shively J, van Keulen G, Meijer W (1998). «Something from almost nothing: carbon dioxide fixation in chemoautotrophs».Annu Rev Microbiol.52: 191–230.PMID9891798 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Boiteux A, Hess B (1981). «Design of glycolysis».Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci.293 (1063): 5–22.PMID6115423
↑Pilkis S, el-Maghrabi M, Claus T (1990). «Fructose-2,6-bisphosphate in control of hepatic gluconeogenesis. From metabolites to molecular genetics».Diabetes Care.13 (6): 582-99.PMID2162755 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑abEnsign S (2006). «Revisiting the glyoxylate cycle: alternate pathways for microbial acetate assimilation».Mol Microbiol.61 (2): 274-6.PMID16856935
↑Finn P, Dice J. «Proteolytic and lipolytic responses to starvation».Nutrition.22 (7–8): 830-44.PMID16815497
↑Rademacher T, Parekh R, Dwek R (1988). «Glycobiology».Annu Rev Biochem.57: 785–838.PMID3052290 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑McConville M, Menon A (2000). «Recent developments in the cell biology and biochemistry of glycosylphosphatidylinositol lipids (review)».Mol Membr Biol.17 (1): 1–16.PMID10824734
↑Chirala S, Wakil S (2004). «Structure and function of animal fatty acid synthase».Lipids.39 (11): 1045–53.PMID15726818
↑White S, Zheng J, Zhang Y (2005). «The structural biology of type II fatty acid biosynthesis».Annu Rev Biochem.74: 791–831.PMID15952903 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Lichtenthaler H (1999). «The 1-Ddeoxy-D-xylulose-5-phosphate pathway of isoprenoid biosynthesis in plants».Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol.50: 47–65.PMID15012203
↑abSchroepfer G (1981). «Sterol biosynthesis».Annu Rev Biochem.50: 585–621.PMID7023367
↑Lees N, Skaggs B, Kirsch D, Bard M (1995). «Cloning of the late genes in the ergosterol biosynthetic pathway of Saccharomyces cerevisiae—a review».Lipids.30 (3): 221-6.PMID7791529 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Arthur C. Guyton; John E. Hall (2006).Textbook of Medical Physiology. Philadelphia: Elsevier. pp. 855–6.ISBN0-7216-0240-1
↑Rudolph F (1994). «The biochemistry and physiology of nucleotides».J Nutr.124 (1 Suppl): 124S-127S.PMID8283301Zrenner R, Stitt M, Sonnewald U, Boldt R (2006). «Pyrimidine and purine biosynthesis and degradation in plants».Annu Rev Plant Biol.57: 805-36.PMID16669783 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Testa B, Krämer S (2006). «The biochemistry of drug metabolism—an introduction: part 1. Principles and overview».Chem Biodivers.3 (10): 1053-101.PMID17193224
↑Danielson P (2002). «The cytochrome P450 superfamily: biochemistry, evolution and drug metabolism in humans».Curr Drug Metab.3 (6): 561-97.PMID12369887
↑King C, Rios G, Green M, Tephly T (2000). «UDP-glucuronosyltransferases».Curr Drug Metab.1 (2): 143-61.PMID11465080 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Galvão T, Mohn W, de Lorenzo V (2005). «Exploring the microbial biodegradation and biotransformation gene pool».Trends Biotechnol.23 (10): 497–506.PMID16125262 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Janssen D, Dinkla I, Poelarends G, Terpstra P (2005). «Bacterial degradation of xenobiotic compounds: evolution and distribution of novel enzyme activities».Environ Microbiol.7 (12): 1868–82.PMID16309386 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Davies K (1995). «Oxidative stress: the paradox of aerobic life».Biochem Soc Symp.61: 1–31.PMID8660387
↑Vertuani S, Angusti A, Manfredini S (2004). «The antioxidants and pro-antioxidants network: an overview».Curr Pharm Des.10 (14): 1677–94.PMID15134565 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑von Stockar U, Liu J (1999). «Does microbial life always feed on negative entropy? Thermodynamic analysis of microbial growth».Biochim Biophys Acta.1412 (3): 191–211.PMID10482783
↑Demirel Y, Sandler S (2002). «Thermodynamics and bioenergetics».Biophys Chem.97 (2–3): 87–111.PMID12050002
↑Brown JH, Gillooly JF, Allen AP, Savage VM, West GB (2004) Rumo a uma teoria metabólica da ecologia. Ecology, 85, 1771-1789
↑Nicholson JK, Lindon JC, E. Holmes 'Metabonomics': compreensão das respostas metabólicas dos sistemas vivos a estímulos fisiopatológicos através de análise estatística multivariada de dados espectroscópicos de RMN. Xenobiotica 1999, 29: 1181-9
↑Soyer O, Salathé M, Bonhoeffer S (2006). «Signal transduction networks: topology, response and biochemical processes».J Theor Biol.238 (2): 416-25.PMID16045939 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑abSalter M, Knowles R, Pogson C (1994). «Metabolic control».Essays Biochem.28: 1–12.PMID7925313 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Westerhoff H, Groen A, Wanders R (1984). «Modern theories of metabolic control and their applications (review)».Biosci Rep.4 (1): 1–22.PMID6365197 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Hendrickson W (2005). «Transduction of biochemical signals across cell membranes».Q Rev Biophys.38 (4): 321-30.PMID16600054
↑Cohen P (2000). «The regulation of protein function by multisite phosphorylation—a 25 year update».Trends Biochem Sci.25 (12): 596–601.PMID11116185
↑Lienhard G, Slot J, James D, Mueckler M (1992). «How cells absorb glucose».Sci Am.266 (1): 86–91.PMID1734513 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Roach P (2002). «Glycogen and its metabolism».Curr Mol Med.2 (2): 101-20.PMID11949930
↑Romano A, Conway T. «Evolution of carbohydrate metabolic pathways».Res Microbiol.147 (6–7): 448-55.PMID9084754
↑Koch A (1998). «How did bacteria come to be?».Adv Microb Physiol.40: 353-99.PMID9889982Ouzounis C, Kyrpides N (1996). «The emergence of major cellular processes in evolution».FEBS Lett.390 (2): 119-23.PMID8706840
↑Schmidt S, Sunyaev S, Bork P, Dandekar T (2003). «Metabolites: a helping hand for pathway evolution?».Trends Biochem Sci.28 (6): 336-41.PMID12826406 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Light S, Kraulis P. «Network analysis of metabolic enzyme evolution in Escherichia coli».BMC Bioinformatics.5. 15 páginas.PMID15113413Alves R, Chaleil R, Sternberg M (2002). «Evolution of enzymes in metabolism: a network perspective».J Mol Biol.320 (4): 751-70.PMID12095253 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Lawrence J (2005). «Common themes in the genome strategies of pathogens».Curr Opin Genet Dev.15 (6): 584-8.PMID16188434Wernegreen J (2005). «For better or worse: genomic consequences of intracellular mutualism and parasitism».Curr Opin Genet Dev.15 (6): 572-83.PMID16230003
↑Pál C, Papp B, Lercher M, Csermely P, Oliver S, Hurst L (2006). «Chance and necessity in the evolution of minimal metabolic networks».Nature.440 (7084): 667-70.PMID16572170 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Rennie M (1999). «An introduction to the use of tracers in nutrition and metabolism».Proc Nutr Soc.58 (4): 935-44.PMID10817161
↑Phair R (1997). «Development of kinetic models in the nonlinear world of molecular cell biology».Metabolism.46 (12): 1489–95.PMID9439549
↑Sterck L, Rombauts S, Vandepoele K, Rouzé P, Van de Peer Y (2007). «How many genes are there in plants (… and why are they there)?».Curr Opin Plant Biol.10 (2): 199–203.PMID17289424 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Borodina I, Nielsen J (2005). «From genomes to in silico cells via metabolic networks».Curr Opin Biotechnol.16 (3): 350-5.PMID15961036
↑Gianchandani E, Brautigan D, Papin J (2006). «Systems analyses characterize integrated functions of biochemical networks».Trends Biochem Sci.31 (5): 284-91.PMID16616498 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
↑Thykaer J, Nielsen J (2003). «Metabolic engineering of beta-lactam production».Metab Eng.5 (1): 56–69.PMID12749845González-Pajuelo M, Meynial-Salles I, Mendes F, Andrade J, Vasconcelos I, Soucaille P. «Metabolic engineering of Clostridium acetobutylicum for the industrial production of 1,3-propanediol from glycerol».Metab Eng.7 (5–6): 329-36.PMID16095939 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)Krämer M, Bongaerts J, Bovenberg R, Kremer S, Müller U, Orf S, Wubbolts M, Raeven L (2003). «Metabolic engineering for microbial production of shikimic acid».Metab Eng.5 (4): 277-83.PMID14642355 !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
Rose, S. and Mileusnic, R.,The Chemistry of Life. (Penguin Press Science, 1999),ISBN 0-14-027273-9
Schneider, E. D. and Sagan, D.,Into the Cool: Energy Flow, Thermodynamics, and Life. (University Of Chicago Press, 2005),ISBN 0-226-73936-8
Lane, N.,Oxygen: The Molecule that Made the World. (Oxford University Press, USA, 2004),ISBN 0-19-860783-0
Nível avançado
Price, N. and Stevens, L.,Fundamentals of Enzymology: Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins. (Oxford University Press, 1999),ISBN 0-19-850229-X
Berg, J. Tymoczko, J. and Stryer, L.,Biochemistry. (W. H. Freeman and Company, 2002),ISBN 0-7167-4955-6
Cox, M. and Nelson, D. L.,Lehninger Principles of Biochemistry. (Palgrave Macmillan, 2004),ISBN 0-7167-4339-6
Brock, T. D. Madigan, M. T. Martinko, J. and Parker J.,Brock's Biology of Microorganisms. (Benjamin Cummings, 2002),ISBN 0-13-066271-2
Da Silva, J.J.R.F. and Williams, R. J. P.,The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life. (Clarendon Press, 1991),ISBN 0-19-855598-9
Nicholls, D. G. and Ferguson, S. J.,Bioenergetics. (Academic Press Inc., 2002),ISBN 0-12-518121-3
