生物の代謝は、生物内で起こるすべての化学反応の総和である。 これらの化学反応は、

• 代謝：ポリマー（細胞が必要とする大きな分子）を構築する。
• 異化：ポリマーを分解してエネルギーを放出させる。

つまり、代謝は合成（同化）と分解（異化）からなる（図1）。

代謝経路の化学反応は、それ自体では起こらないことを知っておくことが重要である。 各反応段階は、酵素と呼ばれるタンパク質によって促進、または触媒されます。 酵素は、エネルギーを必要とするもの、エネルギーを放出するものなど、あらゆる種類の生体反応を触媒するために重要です。 このトピックについて思い出す必要がある場合は、酵素の章を参照してください。

砂糖（炭水化物）の代謝を考えてみましょう。 これは、エネルギーを使用し生産する多くの細胞プロセスのうちの1つの典型的な例です。 生物は糖を主要なエネルギー源として消費しますが、それは糖の分子がその結合の中に大量のエネルギーを蓄えているからです。 ほとんどの場合、植物のような光合成を行う生物がこの糖分を生産しています。 光合成では、植物は太陽光のエネルギーを使って、炭酸ガス（CO2）を糖の分子（グルコース：C6H12O6など）に変換する。 その際、二酸化炭素を消費し、老廃物として酸素を発生させる。 この反応を要約すると、

6CO2 + 6H2O->C6H12O6 + 6O2

化学で「CO2」という略語は「2つの酸素原子に共有結合した1つの炭素原子」を意味することを思い出してみてください。 水の “H2O “は、2つの水素原子が1つの酸素原子と共有結合している。 また、「C6H12O6」は炭素原子6個、水素原子12個、酸素原子6個が共有結合しています。

二酸化炭素と水からグルコースを生成するプロセスは、グルコースが二酸化炭素よりも多くのエネルギーをその分子結合に含んでいるので、進行するためにエネルギーの投入を必要とする。

対照的に、グルコースなどのエネルギー貯蔵分子は、エネルギーを使うために分解して消費される。 生きるために酸素を必要とする細胞で、糖分子のエネルギーを収穫する反応は、光合成の逆反応でまとめることができる。 この反応では、酸素が消費され、二酸化炭素が老廃物として放出される。 この反応をまとめると、

C6H12O6 + 6O2->6H2O + 6CO2

これらの反応はどちらも多くのステップを伴います。

糖分子の生成と分解のプロセスは、代謝経路の 2 例を例証しています。 代謝経路とは、出発分子を受け取り、一連の代謝中間体を経由して、段階的にそれを変更し、最終的に最終生成物を得る一連の化学反応のことである。 砂糖の代謝の例では、最初の代謝経路はより小さな分子から砂糖を合成し、もう一方の経路は砂糖をより小さな分子に分解します。

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