Jabarkan Regulasi dan kontrol dari Metabolisme

Karena lingkungan sebagian besar organisme terus berubah, reaksi metabolisme harus diatur dengan baik untuk mempertahankan serangkaian kondisi konstan dalam sel. Kondisi ini disebut homeostasis. Ada dua konsep yang saling berhubungan dekat dan harus dimengerti untuk memahami bagaimana lintasan metabolisme dapat dikontrol. Pertama, regulasi suatu enzim di dalam lintasan dilihat dari bagaimana aktivitasnya meningkat dan berkurang sebagai respons terhadap sinyal. Kedua, seberapa besar efek perubahan aktivitas yang dilakukan oleh enzim mempunyai pengaruh pada keseluruhan lintasan yang terjadi (jumlah fluks yang terjadi pada lintasan) Misalnya, ketika suatu enzim menunjukkan perubahan yang besar pada suatu aktivitas, tetapi perubahan ini hanya mempunyai efek yang kecil pada fluks yang ada di lintasan metabolisme, maka enzim ini tidak terlibat sebagai kontrol lintasan.

Ada beberapa tingkatan dari regulasi metabolisme. Pada regulasi intrinsik, lintasan metabolisme meregulasi dirinya sendiri sebagai respons terhadap perubahan jumlah substrat atau produk. Misalnya, berkurangnya jumlah produk akan meningkatkan flux yang ada di lintasan sebagai kompensasi. Jenis regulasi ini sering melibatkan regulasi alosterik dari beberapa enzim yang ada di lintasan. Kontrol ekstrinsi melibatkan suatu sel yang ada di dalam organisme multiseluler yang mengubah metabolismenya sebagai respons terhadap sinyal dari sel lain, Sinyal ini biasanya dalam bentuk pengirim pesan larut air, seperti hormon dan faktor pertumbuhan yang dapat dideteksi oleh reseptor spesifik yang ada di permukaan sel. Sinyal ini akan ditransmisikan ke dalam sel oleh sistem pengirim pesan kedua yang biasanya melibatkan reaksi fosforilasi protein.

Suatu contoh yang dapat menggambarkan kontrol ekstrinsik ialah regulasi metabolisme glukosa oleh hormon insulin. Insulin dihasilkan sebagai respons dari kenaikan konsentrasi gula darah. Melekatnya hormon pada reseptor insulin mengaktifkan protein kinase secara berurutan yang menyebabkan sel mengambil glukosa dan mengonversinya menjadi bentuk simpanan glukosa, seperti asam lemak dan glikogen. Metabolisme glikogen dikontrol oleh aktivitas enzim fosforilase yang menguraikan glikogen dan enzim glikogen sintase yang mensintesisnya, Enzim ini diregulasi di dalam sebuah proses timbal balik dengan reaksi fosforilasi yang menghambat glikogen sintase, tetapi mengaktifkan fosforilase. Insulin menyebabkan sintesis glikogen dengan mengaktifkan protein fosfatase dan menganghasilkan penurunan fosfforilasi enzim ini.