Katabolizam

Katabolizam (grč. kata — "prema dolje, na niže" + ballein — "baciti") podrazumijeva skup biokemijskih reakcija u kojima se složeni kemijski spojevi razgrađuju u jednostavnije, oslobađajući tako u većini slučajeva kemijsku energiju i u određenoj mjeri i toplinsku energiju. Kemijska se energija skladišti u fosfatnim vezama visoko energetskih molekula kao adenozin trifosfat (ATP). Kod nekih metaboličkih putova dobijeni jednostavni spojevi, ulaze kao prekursori u reakcije sinteze drugih složenih spojeva (anabolizam). Konačni produkti katabolizma nazivaju se kataboliti.

Suprotan proces spajanja jednostavnih spojeva u složenije, uz utrošak kemijske energije naziva se anabolizam.

Najvažniji primjer katabolizma za sva aerobna živa bića je stanično disanje, niz četiriju metaboličkih putova: glikolize, oksidativne dekarboksilacije piruvata, Krebsovog ciklusa i oksidativne fosforilacije. Kod staničnog disanja, jedna se molekula glukoze, najvažnijeg izvora kemijske energije, razgrađuje u vodu i ugljični dioksid (CO₂) kao konačne produkte. U procesu se proizvede 36 molekula ATP.

Ostali primjeri kataboliekih putova su hidroliza makromolekula, beta oksidacija, glikogenoliza i ciklus uree.

Energetski se katabolizam dijeli u tri faze. U prvoj fazi dolazi do razgradnje makromolekula koje su najčešće polimeri, u male molekule od kojih su sastavljene (monomere):

Polisaharidi (škrob, celuloza kod bakterija) se razgrađuju u glukozu.
Bjelančevine se razgrađuju u aminokiseline.
Lipidi se razgrađuju u masne kiseline i glicerol.

Ovaj se proces naziva hidroliza makromolekula.

Druga faza energetskog katabolizma, je dalja razgradnja glukoze, aminokiselina i masnih kiselina u acetat, koji se odmah veže za koenzim A formirajući acetil koenzim A. Kondenzacija acetata s koenzimom A nazivamo Oksidativnom dekarboksilacijom piruvata. Vezivanje acetatne grupe za koenzim A je univerzalno prisutno u svim organizmima i nužno je kako se ne bi smanjivao pH unutar stanica.

Treća faza u energetskom katabolizmu je potpuna oksidacija acetila CoA u Krebsovom ciklusu i oksidativnoj fosforilaciji sa stvaranjem konačnih produkata vode i ugljikovog dioksida i proizvodnjom ATP.

Metabolizam (Katabolizam, Anabolizam)

Generalni

Metabolički putevi • Metabolička mreža

Ćelijsko disanje

Aerobno disanje	Glikoliza → Piruvatna dekarboksilacija → Ciklus limunske kiseline → Oksidativna fosforilacija (Lanac transporta elektrona + ATP sintaza)
Anaerobni disanje	Glikoliza → Fermentacija (ABE, Etanol, Mlečna kiselina)

Specifični putevi

Proteinski metabolizam

Sinteza proteina • Katabolizam

Metabolizam ugljenih hidrata
(Katabolizam ugljenih hidrata
i anabolizam)

Humani	Glikoliza ⇄ Glukoneogeneza Glikogenoliza ⇄ Glikogeneza Put pentoznih fosfata • Fruktoliza • Galaktoliza Glikozilacija (N-vezana, O-vezana)
Ostali	Fotosinteza (Fiksacija ugljenika) Ksilozni metabolizam

Lipidni metabolizam
(Lipoliza, Lipogeneza)

Metabolizam masnih kiselina	Degradacija masnih kiselina (Beta oksidacija) • Sinteza masnih kiselina
Drugi	Metabolizam steroida • Metabolizam sfingolipida • Metabolizam eikozanoida • Ketoza

Aminokiselina

Sinteza aminokiselina • Ciklus ureje

Nukleotidni metabolizam

Purinski metabolizam • Nukleotidno spasavanje • Pirimidinski metabolizam •

Drugi

Metabolizam metala (Metabolizam gvožđa) • Etanolni metabolizam • Oksidativna dezaminacija

M: MET

mt, k, c/g/r/p/y/i, f/h/s/l/o/e, a/u, n, m

k, cgrp/y/i, f/h/s/l/o/e, au, n, m, epon

m (A16/C10), i (k, c/g/r/p/y/i, f/h/s/o/e, a/u, n, m)

Biohemijske familije: Ugljeni hidrati (Glikozidi,Alkoholi) • Lipidi (Steroidi,Fosfolipidi,Glikolipidi,Masne kiseline,Tetrapiroli) • Proteini (Aminokiseline,Peptidi,Glikoproteini) • Nukleobaze/Nukleinske kiseline