เมตาโบไลต์เป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลาง (ตัวกลาง) ที่ผลิตขึ้นระหว่างกระบวนการเมแทบอลิซึมของเซลล์ เมตาโบไลต์ถูกกระตุ้นโดยเอ็นไซม์ต่างๆ ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในเซลล์ คำว่า metabolite โดยทั่วไปใช้สำหรับโมเลกุลขนาดเล็ก โมเลกุลของเมตาโบไลต์มีหน้าที่ต่างๆ เช่น เชื้อเพลิง การส่งสัญญาณ การป้องกัน ตัวเร่งปฏิกิริยา และปฏิกิริยากับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ เมแทบอไลต์สามารถผลิตได้โดยพืช มนุษย์ และจุลินทรีย์ เมตาบอลิซึมแบ่งออกเป็นสองส่วนคือเมตาโบไลต์หลักและรอง มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับเมตาโบไลต์ทั้งสองประเภทนี้และความแตกต่างระหว่างเมตาบอไลต์ทั้งสองชนิดนี้กัน
สารหลัก
เมแทบอไลต์ปฐมภูมิเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางในรูปของสารประกอบเคมีที่ผลิตขึ้นระหว่างกระบวนการเติบโตและการพัฒนา เมแทบอไลต์หลักเป็นผลมาจากการเผาผลาญพลังงาน (อะนาโบลิก) ที่เซลล์ใช้เพื่อสร้างโมเลกุลขนาดใหญ่ที่สำคัญเพื่อให้เซลล์เจริญเติบโตอย่างเหมาะสม สารเมแทบอไลต์หลักจะเกิดขึ้นในระหว่างขั้นตอนการเจริญเติบโตและการพัฒนา โมเลกุลนี้มักจะเป็นองค์ประกอบสำคัญในการรักษาหน้าที่ทางชีวภาพของร่างกาย ดังนั้นจึงมักถูกเรียกว่าเมตาบอไลต์ส่วนกลาง เมแทบอไลต์ปฐมภูมิยังเกี่ยวข้องกับการเจริญเติบโต การพัฒนา การสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต ตลอดจนกระบวนการเผาผลาญหลักของการหายใจและการสังเคราะห์ด้วยแสงตัวอย่างของสารเมแทบอลิซึมหลัก
ตัวอย่างของสารเมแทบอไลต์ปฐมภูมิ ได้แก่ แอลกอฮอล์ กรดอะมิโน และกรดซิตริก เรามาดูรายละเอียดของเมตาโบไลต์หลักแต่ละตัวอย่างเหล่านี้กันดีกว่า1. แอลกอฮอล์
แอลกอฮอล์เป็นผลิตภัณฑ์เมแทบอไลต์หลักที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจน แอลกอฮอล์เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์เมแทบอไลต์หลักที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ตัวอย่างที่นิยมใช้แอลกอฮอล์เป็นวัตถุดิบในการผลิตสุรา เช่น เบียร์และไวน์2. กรดอะมิโน
ตัวอย่างของสารเมแทบอไลต์หลักเหล่านี้มักใช้เป็นอาหารเสริมเพื่อสุขภาพ กรดอะมิโนหลายชนิดที่สามารถแปรรูปเป็นอาหารเสริมได้ ได้แก่ แอล-กลูตาเมต หรือ แอล-ไลซีน3. กรดซิตริก
กรดซิตริกเป็นตัวอย่างของสารเมแทบอไลต์หลักที่ผลิตโดย เชื้อราแอสเปอร์จิลลัสไนเจอร์. กรดซิตริกใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นส่วนผสมในการผลิตผลิตภัณฑ์อาหาร ยา และเครื่องสำอาง นอกจากนี้ยังมีตัวอย่างอื่นๆ อีกมากมายของสารเมแทบอไลต์หลักที่คุณทราบ บางส่วน ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต วิตามิน (B2 และ B12) โพลินอล เอทานอล กรดแลคติก นิวคลีโอไทด์ และอื่นๆเมแทบอลิซึมรอง
เมแทบอไลต์ทุติยภูมิเป็นสารประกอบโมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็กชนิดหนึ่งที่ผลิตโดยสิ่งมีชีวิต แต่ไม่จำเป็นในกระบวนการเมแทบอลิซึมเบื้องต้น เมแทบอไลต์ทุติยภูมิถือเป็นผลิตภัณฑ์สุดท้ายของเมแทบอไลต์หลัก เนื่องจากเมตาโบไลต์ประเภทนี้มักจะเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่ผลิตขึ้นจากการดัดแปลงการสังเคราะห์สารเมแทบอไลต์ปฐมภูมิ ตรงกันข้ามกับเมแทบอไลต์ปฐมภูมิ เมแทบอไลต์ทุติยภูมิไม่ได้มีบทบาทในการเจริญเติบโต การพัฒนา และการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต เมแทบอไลต์ทุติยภูมิมักเกิดขึ้นในช่วงระยะการเจริญเติบโต (ระยะนิ่ง) แม้ว่าจะไม่จำเป็นในเมแทบอลิซึมขั้นต้น แต่เมแทบอไลต์ทุติยภูมิก็มีบทบาทในหน้าที่ทางนิเวศวิทยา รวมถึงกลไกการป้องกัน ตัวอย่างเช่น โดยทำหน้าที่เป็นยาปฏิชีวนะและผลิตเม็ดสีตัวอย่างเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ
ตัวอย่างของสารทุติยภูมิ ได้แก่ atropine และยาปฏิชีวนะ มาเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวอย่างเมตาโบไลต์ทุติยภูมินี้กัน1. อะโทรปิน
Atropine เป็นสารทุติยภูมิที่ได้จากพืชหลายชนิด Atropine โดยเฉพาะชนิด muscarinic สามารถใช้ในการรักษา bradycardia หรืออัตราการเต้นของหัวใจช้า2. ยาปฏิชีวนะ
ตัวอย่างของสารทุติยภูมิที่มีประโยชน์มากมาย ได้แก่ ยาปฏิชีวนะ เช่น อีรีโทรมัยซินและบาซิทราซิน Erythromycin เป็นยาปฏิชีวนะที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีสเปกตรัมต้านจุลชีพในวงกว้าง ยาปฏิชีวนะชนิดนี้ผลิตขึ้นเป็นจำนวนมากและโดยทั่วไปจะให้ทางปาก (เครื่องดื่ม) ในขณะเดียวกัน bacitracin เป็นยาปฏิชีวนะที่ใช้เป็นยาเฉพาะที่ (oles) นอกจากนี้ ตัวอย่างอื่น ๆ ของเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ ได้แก่ ฟีนอล สเตียรอยด์ อัลคาลอยด์ น้ำมันหอมระเหย เม็ดสี สีย้อม ยาฆ่าแมลง และอื่นๆ [[บทความที่เกี่ยวข้อง]]ความแตกต่างระหว่างเมแทบอไลต์ปฐมภูมิและทุติยภูมิ
คุณสามารถเห็นความแตกต่างระหว่างเมแทบอไลต์หลักและรองจากประเด็นต่อไปนี้- เมแทบอไลต์ปฐมภูมิเกิดขึ้นในระยะการเจริญเติบโตและการพัฒนา ในขณะที่เมแทบอไลต์ทุติยภูมิเกิดขึ้นในระยะหยุดนิ่ง
- เมแทบอไลต์หลักจะเหมือนกันในแต่ละสปีชีส์ ในขณะที่เมตาโบไลต์ทุติยภูมินั้นแตกต่างกันในแต่ละสปีชีส์
- เมแทบอไลต์ปฐมภูมิถูกผลิตขึ้นในปริมาณมากและสามารถสกัดได้ง่าย ในขณะที่เมตาโบไลต์ทุติยภูมิผลิตในปริมาณน้อยและแยกออกได้ยาก
- เมแทบอไลต์ปฐมภูมิจำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตและการบำรุงรักษาการทำงานของเซลล์ ในขณะที่เมแทบอไลต์ทุติยภูมิเกี่ยวข้องกับหน้าที่ทางนิเวศวิทยา
- เมแทบอไลต์ปฐมภูมิทำหน้าที่ทางสรีรวิทยาในร่างกาย ในขณะที่เมแทบอไลต์ทุติยภูมิเป็นอนุพันธ์ของเมแทบอไลต์ปฐมภูมิ
เมตาโบไลต์ในมนุษย์
ต่อไปนี้คือตัวอย่างบางส่วนของสารเมตาโบไลต์ที่มีอยู่ในร่างกายมนุษย์- กรด Arachidonic ซึ่งเป็นเมตาบอไลต์ของฮอร์โมนพรอสตาแกลนดิน
- ฮอร์โมนสเตียรอยด์ซึ่งเป็นอนุพันธ์ของคอเลสเตอรอล
- Catecholamines (เช่น norepinephrine หรือ dopamine) ผลิตโดยกรดอะมิโนไทโรซีน
