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代謝
主な生化学物質 > ミネラルと補因子

→詳細は「生物無機化学」を参照
代謝はさまざまな無機元素に大きく依存しており、ナトリウムやカリウムのように豊富に含まれるものもあれば、少量で機能するものもある。ヒトの体重の約99%は、炭素、窒素、カルシウム、ナトリウム、塩素、カリウム、水素、リン、酸素、硫黄などの元素で構成されている。これらの元素のうち、炭素と窒素の大部分は有機化合物（タンパク質、脂質、炭水化物）に含まれており、酸素と水素の大部分は水として存在する。
豊富な無機元素は電解質としてイオンとなり、さまざまな身体機能を維持するために機能している。もっとも重要なイオンには、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、塩化物、リン酸塩、および有機イオンである重炭酸塩が含まれる。細胞膜を隔てたイオン勾配を正確に維持することにより、浸透圧とpHが保たれる。神経や筋肉の活動電位は、細胞外液と細胞内液の電解質交換によって生じるため、イオンはこれらの組織の機能にも重要である。電解質は、細胞膜に存在するイオンチャネルというタンパク質を通じて細胞に出入りする。たとえば、筋肉の収縮は、細胞膜や横行小管（T細管）にあるイオンチャネルを介したカルシウム、ナトリウム、カリウムの移動に依存している。
遷移金属は通常、生体内に微量元素として存在し、亜鉛と鉄がもっとも多く含まれている。これらの金属は、タンパク質上の特定の部位に強固に結合し、金属補因子として機能する。酵素補因子は、酵素の触媒作用の役割を果たし、触媒作用中に一時的に変化することはあっても、その後は必ず元の状態に戻る。生物は、特定の輸送担体（トランスポーター）を通じて金属微量栄養素を生体内に取り込む。これらの栄養素は、使用しないときにはフェリチンやメタロチオネインなどの貯蔵タンパク質に結合している。
異化

→詳細は「異化 (生物学)」を参照
異化作用は、大きな分子を分解する一連の代謝過程である。これらの過程には、食物分子の分解と酸化が含まれる。異化反応の主な目的は、分子を構築する同化反応に必要なエネルギーと成分を供給することである。具体的な異化反応は生物によって異なり、生物はそのエネルギー、水素、および炭素（主要栄養群）の供給源によって下表のように分類することができる。有機栄養生物（英語版）は、水素原子や電子の供給源として有機分子を利用し、無機栄養生物（英語版）は無機基質を利用する。光栄養生物は太陽光を化学エネルギーに変換し、化学栄養生物は有機分子、水素、硫化水素、鉄イオン (en:英語版) などの還元型供与体分子から酸素、硝酸塩、硫酸塩に電子を移動させる酸化還元反応に依存する。動物では、この反応によって複雑な有機分子が分解され、二酸化炭素や水などの単純な分子になる。植物やシアノバクテリアなどの光合成生物も、同様の電子移動反応によって、太陽光から吸収したエネルギーを蓄積している。
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| エネルギー源 | 太陽光 | 光- |  |  | -栄養生物 |
| エネルギー源 | 分子 | 化学- |  |  | -栄養生物 |
| 水素または電子供与体 | 有機化合物 |  | 有機- |  | -栄養生物 |
| 水素または電子供与体 | 有機化合物 |  | 無機- |  | -栄養生物 |
| 炭素源 | 有機化合物 |  |  | 従属- | -栄養生物 |
| 炭素源 | 無機化合物 |  |  | 独立- | -栄養生物 |
動物でもっとも多く見られる一連の異化反応は、大きく3つの段階に分けることができる。第一段階では、タンパク質、多糖、脂質などの大きな有機分子を細胞外で消化し、より小さな成分に分解する。次に、これらの小分子は細胞に取り込まれ、さらに小さな分子、典型的にはアセチル補酵素A（アセチルCoA）に変換され、若干のエネルギーを放出する。最終段階では、アセチルCoA上のアセチル基がクエン酸回路と電子伝達系で水と二酸化炭素に酸化され、補酵素のニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD+）をNADHに還元しながら、より多くのエネルギーを放出する。
異化 > 消化

→詳細は「消化」および「消化管」を参照
細胞は高分子を直接処理することができないため、タンパク質や多糖などの高分子は、細胞の代謝に利用される前に、より小さな単位に分解されなければならない。高分子の消化には、さまざまな種類の酵素が使用される。これらの消化酵素には、タンパク質をアミノ酸に分解するプロテアーゼや、多糖を単糖に分解するグリコシドヒドラーゼ（糖質加水分解酵素）がある。
微生物は単純に消化酵素を周囲に分泌するのに対し、動物は胃や膵臓などの消化管や唾液腺にある特殊な細胞から消化酵素を分泌する。これらの細胞外酵素は、タンパク質をアミノ酸に、多糖を単糖に分解し、能動輸送タンパク質によって細胞内に輸送される。
異化 > 有機化合物からのエネルギー

→詳細は「細胞呼吸」、「発酵」、「炭水化物異化」、「」、および「」を参照
炭水化物は、炭水化物異化作用と呼ばれる過程を経て、より小さな単位に分解される。炭水化物は通常、単糖に消化された後、細胞内に取り込まれる。細胞内では、主に解糖という分解経路で分解され、グルコースやフルクトースなどの糖類がピルビン酸に変換され、若干のATPが生産される。ピルビン酸はその後、いくつかの代謝経路で中間体として利用されるが、もっとも一般的には好気性（酸素を伴う）解糖によってアセチルCoAに変換され、クエン酸回路に入る。クエン酸回路でも若干のATPが作られるが、主な生成物はアセチルCoAが酸化されるときにNAD+から作られるNADHで、老廃物として二酸化炭素が放出される。嫌気性条件下では、代わりに解糖によって乳酸が生成し、乳酸デヒドロゲナーゼ（乳酸脱水素酵素）がNADHをNAD+に再酸化し、解糖で再利用される。グルコース分解のもう一つの代替経路はペントースリン酸経路で、補酵素NADPHを還元して、核酸の糖成分であるリボースなどのペントース糖を生成する[要出典]。
脂肪は、加水分解により遊離脂肪酸とグリセロールに異化される。グリセロールは解糖に入り、脂肪酸はβ酸化によって分解されてアセチルCoAを生成し、クエン酸回路に送られる。脂肪酸は炭水化物よりも酸化されたときに多くのエネルギーを放出する。一部の細菌では、β酸化と同様の過程でステロイドを分解し、この分解過程でアセチルCoA、プロピオニルCoA、およびピルビン酸が大量に放出され、これらはすべて細胞内でエネルギーとして利用できる。結核菌（Mycobacterium tuberculosis）は、脂質であるコレステロールを唯一の炭素源として増殖することができ、コレステロールの利用経路に関わる遺伝子は、結核菌の感染ライフサイクルのさまざまな段階において重要であることが分かっている。
アミノ酸は、タンパク質やその他の生体分子の合成に使われたり、エネルギーを作り出すために酸化されて尿素と二酸化炭素になる。酸化経路では、まずアミノ基転移酵素（トランスアミナーゼ）によりアミノ基が除去される。その後、アミノ基は尿素回路に送られ、脱アミノ化された炭素骨格がケト酸の形で残される。これらのケト酸の中には、グルタミン酸の脱アミノ化によって生成するα-ケトグルタル酸のように、クエン酸回路の中間体となるものもある。さらに、糖原性アミノ酸は、糖新生によってグルコースに変換されることもある（後述）。
エネルギー転換 > 酸化的リン酸化

→詳細は「酸化的リン酸化」、「化学浸透」、および「ミトコンドリア」を参照
酸化的リン酸化は、クエン酸回路に見られるように、有機分子から奪った電子を酸素に移動し、放出されたエネルギーでATPを作る。真核生物では、ミトコンドリアの膜にある電子伝達系と呼ばれる一連のタンパク質がこれを行っている。一方、原核生物では、これらのタンパク質は細胞の内膜に存在する。これらのタンパク質は、NADHなどの還元分子からのエネルギーを使って、膜を超えてプロトン（陽子）を送り出す。
プロトンを送り出すことによって、ミトコンドリア膜を隔てたプロトン濃度差が生じ、電気化学的な勾配が生じる。この勾配が動力となって、プロトンはATP合成酵素と呼ばれる酵素の基部を経由してミトコンドリア内に戻される。プロトンの流入によってATP合成酵素の軸サブユニットが回転し、酵素ドメイン活性部位の形が変化し、これによってアデノシン二リン酸がリン酸化され、ATPへ変換される。
エネルギー転換 > 無機化合物からのエネルギー

→詳細は「」および「窒素循環」を参照
化学無機栄養（英語版）とは、原核生物に見られる代謝の一種で、無機化合物の酸化によってエネルギーを得るものである。これらの生物は、水素、還元硫黄化合物（硫化物、硫化水素、チオ硫酸など）、二価鉄イオン（Fe(II)）、またはアンモニアを還元力源として利用し、これらの化合物を酸化することでエネルギーを得ている。これらの微生物過程は、酢酸生成（英語版）、硝化、脱窒などの地球規模での生物地球化学的循環において重要な役割を担い、土壌の肥沃度を維持するのに不可欠である。
エネルギー転換 > 光からのエネルギー

→詳細は「光栄養生物」、「光リン酸化」、および「葉緑体」を参照
植物、シアノバクテリア、紅色細菌、緑色硫黄細菌、および一部の原生生物では、太陽光からエネルギーを取り込むことができる。この過程は、後述する光合成の一部として、二酸化炭素を有機化合物に変換することにしばしば関連する。しかし、原核生物では、エネルギー捕捉系と炭素固定系を別々に働かせることもある。紅色細菌や緑色硫黄細菌は、太陽光をエネルギー源として利用するのと同時に、炭素固定と有機化合物の発酵を交互に行うことができる。
さまざまな生物において、太陽エネルギーの捕獲は、プロトン濃度勾配という形でエネルギーを蓄積するという点で、上述の酸化的リン酸化と類似している。このプロトン起電力がATP合成の動力源となる。この電子伝達系を駆動するのに必要な電子は、光合成反応中心 (en:英語版) と呼ばれる光捕集タンパク質から供給される。この反応中心は、光合成色素 (en:英語版) の性質によって2種類に分類され、光合成細菌の多くは1種類しか持たないが、植物やシアノバクテリアは2種類とも持っている。
植物、藻類、シアノバクテリアなどの光合成生物では、光化学系II (en:英語版) が光エネルギーを利用して水から電子を奪って、老廃物として酸素を放出する。この電子はシトクロムb6f複合体に渡され、そのエネルギーを使って葉緑体内のチラコイド膜を超えてプロトンを送り出す。このプロトンが、再び膜を通過して戻ってくることで、先と同様にATP合成酵素を駆動する。電子は光化学系Iを通り、補酵素NADP+を還元するために使われる。この補酵素は、後述するカルビン回路に入るか、さらなるATP生成のために再利用される[要出典]。
同化

→詳細は「同化 (生物学)」を参照
同化作用とは、異化作用によって放出されたエネルギーを使って、複雑な分子を合成する一連の建設的な代謝過程のことである。一般に、細胞構造を構成する複雑な分子は、より小さくて単純な前駆体が組み合わさって、段階的に構築される。同化作用は3つの基本的な段階からなる。第一に、アミノ酸、単糖、イソプレノイド、ヌクレオチドなどの前駆体の生成、第二に、これらの前駆体をATPからのエネルギーを使って反応型に活性化、第三に、これらの前駆体をタンパク質、多糖、脂質、核酸などの複合分子へ組み立てることである。
生物の同化作用は、細胞内で作られる分子の供給源によって分類される。植物のような独立栄養生物は、二酸化炭素や水という単純な分子から多糖やタンパク質など、複雑な有機分子を細胞内で作ることができる。一方、従属栄養生物は、これらの複雑な分子を作るために、単糖やアミノ酸など、より複雑な化合物の供給源を必要とする。さらに、生物は最終的なエネルギー源によって分類される。光独立栄養生物と光従属栄養生物は光からエネルギーを得ており、化学独立栄養生物と化学従属栄養生物は酸化反応からエネルギーを得ている。
同化 > 炭素固定

→詳細は「光合成」、「炭素固定」、および「化学合成 (生命科学)」を参照
光合成は、太陽光と二酸化炭素（CO2）から炭水化物を合成することである。植物、シアノバクテリア、藻類などでは、酸素光合成によって水を分解し、老廃物として酸素を放出する。このとき、前述の光合成反応中心で作られたATPとNADPHのエネルギーを利用して、CO2を3-ホスホグリセリン酸に変換し、さらにグルコースに変換することができる。この炭素固定反応は、カルビン-ベンソン回路の一部として、RuBisCOという酵素によって行われる。植物では3種類で光合成が行われており、C3型光合成、C4型光合成、CAM型光合成である。これらは、CO2がカルビン回路に送られる経路が異なり、C3型はCO2を直接固定するのに対し、C4型とCAM型光合成はまずCO2を他の化合物に取り込むことで、強い日射しや乾燥した環境に適応する。
光合成原核生物では、より多様な炭素固定化の機構を持っている。これらの生物は、カルビン-ベンソン回路、逆クエン酸回路、またはアセチルCoAのカルボキシル化により炭素を固定できる。また、原核生物の化学合成独立栄養生物では、カルビン-ベンソン回路によってCO2を固定しつつ、無機化合物からのエネルギーで反応を駆動するものもある。
同化 > 炭水化物と糖鎖

→詳細は「糖新生」、「グリオキシル酸回路」、「グリコーゲン合成」、および「グリコシル化」を参照
炭水化物の同化作用では、単純な有機酸をグルコースなどの単糖分子に変換し、さらにデンプンなどの多糖を作る場合がある。ピルビン酸、乳酸、グリセロール、3-ホスホグリセリン酸、アミノ酸などの化合物からグルコースを生成することを糖新生という。糖新生は、ピルビン酸が一連の中間体を経てグルコース-6-リン酸に変換するが、その多くは解糖と共通である。しかし、この経路は単に解糖を逆にしたものではなく、いくつかの段階は非解糖系の酵素によって触媒されるという点に注意を要する。このことは、グルコースの生成と分解を別々に調節することができ、両方の経路が同時に進行する無益回路を防ぐことができる。
脂肪は一般的なエネルギー貯蔵形態であるが、ヒトなどの脊椎動物はアセチルCoAをピルビン酸に変換する酵素機構を持たないため、貯蔵された脂肪酸を糖新生によってグルコースに変換することができない（植物には必要な酵素機構があるが、動物にはない）。そのため、脊椎動物は長期間の飢餓状態に陥ると、脂肪酸をエネルギー源として代謝できない脳などの組織で、グルコースの代わりに脂肪酸からケトン体を生成してエネルギーを供給しなければならない。一方、植物や細菌など他の生物では、グリオキシル酸回路という代謝経路を持ち、クエン酸回路の脱炭酸段階を迂回してアセチルCoAをオキサロ酢酸に変換し、そこからグルコースを生成することで解決している。グルコースは、脂肪と異なり、通常は血液中のグルコース濃度を維持していた糖新生を通じて組織内で利用可能なエネルギー源として、ほとんどの組織に貯蔵される。
多糖や糖鎖（グリカンともいう）は、グリコシルトランスフェラーゼ（糖転移酵素）という酵素によって、ウリジン二リン酸グルコース（UDP-Glc）のような反応性の糖-リン酸供与体から単糖が逐次、成長する多糖上の糖受容体性のヒドロキシ基に付加されることによって形成される。基質の環上のヒドロキシ基はいずれも糖受容体となりうるため、生成する多糖は直鎖でも分岐した構造でもよい。生成した多糖は、それ自体が構造的あるいは代謝的な機能を果たすこともあれば、オリゴサッカリルトランスフェラーゼ（英語版）（オリゴ糖転移酵素）と呼ばれる酵素によって、脂質やタンパク質に転位されることもある。
同化 > 脂肪酸, イソプレノイド, ステロール

→詳細は「脂肪酸の合成」および「」を参照
脂肪酸は、脂肪酸合成酵素によるアセチルCoA単位の重合と、その後に還元することで作られる。脂肪酸のアシル鎖は、アシル基の付加、アルコールへの還元、アルケン基への脱水、さらにアルカン基への再還元という一連の反応によって伸長される。脂肪酸生合成の酵素は大きく2種類に分けられ、動物や菌類では、これらの脂肪酸合成酵素の反応のすべてを単一の多機能なI型タンパク質が担っているのに対し、植物のプラスチド（色素体）や細菌では、経路の各段階を別々のII型酵素が担っている。
テルペンやイソプレノイドは、カロテノイドを含む脂質の大きな一群であり、植物由来の天然物の中で最大の分類を形成している。これらの化合物は、反応性前駆体であるイソペンテニルピロリン酸やジメチルアリルピロリン酸から供与されたイソプレン単位の結合と修飾によって作られる。これらの前駆体は、さまざまな方法で作られる。動物や古細菌では、アセチルCoAからメバロン酸経路で作られ、植物や細菌では、ピルビン酸とグリセルアルデヒド3-リン酸を基質とする非メバロン酸経路で作られる。これらの活性化イソプレン供与体を用いる重要な反応のひとつにステロール生合成（英語版）がある。ここでは、イソプレン単位が結合してスクアレンとなり、さらに折り畳まれて一連の環を形成してラノステロールとなる（図を参照）。ラノステロールはその後、コレステロールやエルゴステロールなど、他のステロールに変換される。
同化 > タンパク質

→詳細は「タンパク質生合成」および「アミノ酸合成」を参照
生物によって、20種類のアミノ酸を合成する能力において違いがある。ほとんどの細菌や植物では20種類すべてを合成することができるが、哺乳類は11種類の非必須アミノ酸しか合成できないため、残る9種類の必須アミノ酸は食物から摂取しなければならない。細菌の肺炎マイコプラズマ（Mycoplasma pneumoniae）のような単純な寄生生物は、アミノ酸合成ができないため、宿主から直接アミノ酸を摂取している。すべてのアミノ酸は、解糖、クエン酸回路、またはペントースリン酸経路の中間体から合成される。窒素はグルタミン酸とグルタミンから供給される。非必須アミノ酸の合成は、適切なα-ケト酸の形成に依存しており、そのα-ケト酸がアミノ基転移によってアミノ酸を形成する。
タンパク質は、アミノ酸がペプチド結合で直鎖状に結合してできている。さまざまなタンパク質は、固有のアミノ酸残基の並びがあり、その一次構造を決定している。アルファベットを組み合わせて無数の単語ができるのと同様に、アミノ酸をさまざまな配列で組み合わせると、膨大な数のタンパク質ができあがる。タンパク質の合成は、まずアミノ酸をエステル結合で転移RNA（トランスファーRNA）分子に結合させ、活性化することから始まる。これは、アミノアシルtRNA合成酵素によるATP依存的な反応によって行われる。こうしてできたアミノアシルtRNAは、リボソーム酵素の基質となり、リボソームは、伝令RNA（メッセンジャーRNA）の配列情報を利用して、伸長するタンパク質鎖にアミノ酸を順次結合する。
同化 > ヌクレオチドの合成とサルベージ

→詳細は「サルベージ経路」、「」、および「プリン代謝」を参照
ヌクレオチドは、アミノ酸、二酸化炭素、そしてギ酸から合成されるが、その合成経路は大量の代謝エネルギーを必要とする。そのため、ほとんどの生物は、合成前のヌクレオチドを回収する効率的なシステムを備えている。プリン塩基は、リボースに塩基が結合したヌクレオシドとして合成される。アデニンとグアニンはともに、アミノ酸のグリシン、グルタミン、アスパラギン酸の原子と、補酵素のテトラヒドロ葉酸から転移したギ酸を用いて合成される前駆体ヌクレオシドのイノシン一リン酸から作られる。一方、ピリミジン塩基は、グルタミンとアスパラギン酸から作られるオロト酸から合成される。
生体異物と酸化還元代謝

→詳細は「」、「薬物代謝」、「」、および「抗酸化物質」を参照
すべての生物は、食物として利用できない化合物や、代謝機能を持たないために細胞内に蓄積されると有害となる化合物に常にさらされている。これらの有害となりうる化合物は、生体異物（ゼノバイオティクス）と呼ばれる。合成薬、自然毒、抗生物質などの生体異物は、一連の生体異物代謝酵素によって解毒される。ヒトでは、シトクロムP450オキシダーゼ（酸化酵素）、UDP-グルクロン酸転移酵素、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ（転移酵素）がこれに該当する。この酵素のシステムは3段階で作用し、まず生体異物を酸化し（第1段階）、次に分子上に水溶性基を結合させる（第2段階）。最後に、水溶性に変化した生体異物は細胞外に排出され、多細胞生物ではさらに代謝されてから排出されることもある（第3段階）。生態系では、これらの反応は、汚染物質の微生物による生分解や、汚染土壌や流出油のバイオレメディエーション（生物学的環境修復）において特に重要である。これらの微生物反応の多くは多細胞生物と共通であるが、微生物の種類は驚くほど多様であるため、多細胞生物よりもはるかに幅広い種類の生体異物に対処し、有機塩素化合物などの残留性有機汚染物質も分解することが可能である。
好気性生物に密接に関連する問題として、酸化ストレスが知られている。これは、酸化的リン酸化やタンパク質フォールディング時のジスルフィド結合形成などの過程で、過酸化水素などの活性酸素種が作られることで起こる。これらの有害な酸化物質は、グルタチオンなどの抗酸化代謝物や、カタラーゼ、ペルオキシダーゼなどの酵素によって除去される。
生命系の熱力学

→詳細は「」を参照
熱力学の法則 (en:英語版) は生物にも適用され、熱と仕事の移動に関する原則に従わなければならない。熱力学の第二法則は、孤立した系 (en:英語版) ではエントロピー（無秩序）が減少することはない、というものである。生物は驚くほど複雑なので、この法則と矛盾しているように思えるが、すべての生物は周囲と物質やエネルギーを交換する開放系であり、それゆえ生存が可能である。生命系は平衡状態にあるのではなく、むしろ環境のエントロピーを増大させることによって高い複雑性を維持する散逸系である。細胞の代謝では、自然発生的（英語版）な異化作用と非自然発生的な同化作用の結合によって、これを実現している。熱力学 (en:英語版) の用語で言えば、代謝は無秩序を作り出すことによって秩序を維持しているのである。
調節と制御

→詳細は「代謝経路」、「」、「ホルモン」、「」、および「細胞シグナリング」を参照
ほとんどの生物の環境は常に変化しているため、代謝反応を細かく制御して、細胞内を一定の状態に維持する必要がある。この状態を恒常性（ホメオスタシス）という。また、代謝調節によって、生物がシグナルに応答し、環境と積極的に相互作用することを可能にする。代謝経路がどのように制御されているかを理解するためには、密接に関連する2つの概念が重要である。第一に、経路内における酵素の調節（regulation）とは、シグナルに応じて酵素の活性をいかに増減させるかということである。第二に、酵素による制御（control）とは、こうした酵素活性の変化が経路全体の速度（経路を通る流束（フラックス））に及ぼす影響のことである。たとえば、ある酵素が大きな活性変化を示しても（すなわち、高度に調節されている）、その活性の変化が代謝経路のフラックスにほとんど影響を及ぼさないのであれば、この酵素は経路の制御には関与していないことになる。
代謝調節は複数のレベルで行われる。内因性調節では、代謝経路は基質や生成物の量の変化に応じて自己調節する。たとえば、ある生成物の量が減少すると、それを補うために経路を通るフラックスを増加させることがある。この種の調節には、経路内の複数の酵素の活性を調節するアロステリック調節がよく行われる。一方、外因性調節は、多細胞生物において、ある細胞が別の細胞からのシグナルに応じて代謝を変化させるときに起こる。これらのシグナルは通常、ホルモンや成長因子などの水溶性メッセンジャーの形で、細胞表面にある特定の受容体によって検出される。これらのシグナルは、しばしばタンパク質のリン酸化が関与するセカンドメッセンジャー系によって細胞内に伝達される。
外因性制御の例として、インスリンというホルモンによるグルコース代謝の調節がよく知られている。インスリンは、血糖値の上昇に反応して分泌される。インスリンが細胞上のインスリン受容体に結合すると、プロテインキナーゼのカスケードが活性化され、細胞にグルコースを吸収させ、脂肪酸やグリコーゲンといった貯蔵分子に変換させる。グリコーゲンの代謝は、グリコーゲンを分解する酵素であるグリコーゲンホスホリラーゼと、グリコーゲンを合成する酵素であるグリコーゲンシンターゼの活性によって制御されている。これらの酵素は相互に調節され、リン酸化によってシンターゼは抑制されるが、ホスホリラーゼは活性化される。インスリンは、プロテインホスファターゼ（タンパク質脱リン酸化酵素）を活性化し、これらの酵素のリン酸化を低下させることにより、グリコーゲン合成を促進する。
進化

→詳細は「分子進化」、「分子進化 」、および「系統学」を参照
解糖やクエン酸回路といった、上述の代謝の中心的経路は、生物の3つのドメイン (en:英語版) すべてに存在し、最後の普遍的共通祖先（英語版）にも存在した。この普遍的共通祖先は原核生物であり、おそらくアミノ酸、ヌクレオチド、炭水化物、および脂質の多様な代謝を行うメタン生成菌であったと考えられる。このような古代の経路がその後の進化においても保持されたのは、解糖系やクエン酸回路などの経路が、最小限の段階で効率よく最終生成物を生成し、これらの反応が特定の代謝問題に対する最適解であった結果であると考えられる。酵素に基づく代謝の最初の経路はプリンヌクレオチド代謝の一部であり、それ以前の代謝経路は古代のRNAワールドとつながっていた可能性がある。
新しい代謝経路が進化する機構を説明するために、さまざまなモデルが提案されている。たとえば、小規模な祖先経路に新しい酵素が順次追加される方法、経路全体が複製しその後分岐する方法、そして既存の酵素が新しい反応経路に組み込まれる方法である。これらの機構の相対的な重要性は不明であるが、ゲノム研究の結果、経路に含まれる酵素は共通の祖先を持つ可能性が高く、多くの経路が経路中の既存の段階から新たな機能を作り出し、段階的に進化してきたことが示唆されている。第二のモデルとしては、代謝ネットワークにおけるタンパク質構造の進化を追跡する研究に基づくもので、酵素は広範囲に動員され、さまざまな代謝経路において同様の機能を果たすために酵素が借用されたことが示唆されている（MANETデータベース（英語版）で明らか）。このような動員過程は、進化的な酵素の集成を形成する。第三の可能性は、代謝の一部が「基本単位（モジュール）」として存在し、異なる経路で再利用され、さまざまな分子に対して同様の機能を果たすというものである。
新しい代謝経路の進化だけでなく、進化によって特定の代謝機能が失われることもある。たとえば、ある種の寄生生物では、生存に必須でない代謝過程が失われ、代わりに宿主からアミノ酸、ヌクレオチド、炭水化物などを搾取することがある。同様の代謝機能の低下は、内部共生生物にも見られる。
研究と操作

→詳細は「」、「プロテオーム解析」、「メタボロミクス」、および「」を参照
古典的に、代謝は、単一の代謝経路に焦点を当てた還元主義的なアプローチで研究される。とくに重要な方法は、生体全体、組織、細胞単体などさまざまなレベルでの放射性トレーサーの利用であり、放射性標識された中間体や生成物を同定することで、前駆体から最終産物までの経路を明確にする。そして、これらの化学反応を触媒する酵素を精製（英語版）し、その動態や阻害剤に対する反応を研究することができる。もう一つの方法は、細胞や組織に含まれる小分子を同定することで、これらの分子の完全な集合をメタボロームと呼ぶ。これらの方法では、単純な代謝経路の構造と機能についての洞察を与えてくれるが、細胞全体の代謝のような、より複雑な系を研究するには十分ではない。
細胞内の代謝ネットワーク（英語版）は複雑で、数千種類の酵素が存在することもある。右上の図は、わずか43種類のタンパク質と40種類の代謝産物の相互関係を示したものである（ゲノム配列に基づき、最大26,500個の遺伝子を含む一覧が得られる）。しかし、現在ではゲノムデータを用いて生化学反応の完全なネットワークを再構築し、その挙動を説明し予測できる、より包括的な数理モデルを開発することができるようになった。これらのモデルは、経路や代謝産物データなどの古典的な手法によるデータと、プロテオミクスやDNAマイクロアレイ研究による遺伝子発現データを組み合わせた場合に、特に有効である。これらの技術により、ヒトの代謝モデルが作成され、今後の創薬や生化学研究の指針になると期待される。さらに、これらのモデルは、ヒトの病気を共通のタンパク質や代謝産物を持つグループに分類するためのネットワーク解析に利用されている。
細菌の代謝ネットワークは、蝶ネクタイ型の組織構造（英語版）の顕著な例を示し、幅広い種類の栄養素を取り込み、少数の中間的な共通通貨分子を用いて、多様な生成物や複雑な高分子を作り出すことができる構造となっている。
代謝ネットワークに関する知識は、代謝工学（英語版）の分野にも応用されている。この分野では、酵母、植物、細菌などの生物を、遺伝子工学的に改変して、バイオテクノロジーにおける有用性を高め、抗生物質などの医薬品や1,3-プロパンジオール、シキミ酸などの工業化学物質の生産を支援する。これらの遺伝子組み換えは、通常、生産エネルギー消費の削減、製品収率の向上、廃棄物の発生を押さえることを目的として行われる。
歴史

→詳細は「生化学の歴史」および「分子生物学の歴史」を参照
「metabolism（代謝）」という言葉は、フランス語の「métabolisme」または古代ギリシャ語の「μεταβολή」（metabolē）に由来し、「変化」を意味している。これは、「μεταβάλή」（metaballein）から派生したもので、「変化する」という意味である。
歴史 > ギリシャ哲学

アリストテレスの『動物部分論（The Parts of Animals）』には、オープンフローモデルを構築するのに十分なほど、彼の代謝に関する考え方（英語版）の詳細が書かれている。アリストテレスは、代謝の過程で食物からの物質が各段階に変換し、熱が古典的な火の要素として放出され、残留物が尿、胆汁、糞便として排泄されると考えた。
イブン・アン＝ナフィース（英語版）は、西暦1260年の著作『Theologus Autodidactus』（預言者の伝記に関するカミルの論考）で、代謝について、『身体とその部分は共に、分解と栄養の絶えない状態にあり、それらは常に永久に変化している 』と述べている。
歴史 > 科学的手法の応用と現代代謝理論

代謝の科学的研究には長い歴史があり、初期の動物全体を調べる研究から、現代の生化学における個々の代謝反応の研究へと、数世紀にもわたって発展してきた。ヒトの代謝に関する最初の対照実験は、1614年にサントーリオ・サントーリオが著書『Ars de statica medicina』の中で発表したものである。彼は、食事、睡眠、仕事、セックス、絶食、飲酒、排泄の前後の体重を記録した。彼は、摂取した食物の大部分が、「不感蒸泄（英語版）」と名付けた過程で失われることを発見した。
こうした初期の研究では、代謝過程の機構は解明されておらず、生体組織を活性化しているのは生命力という特別な力によると考えられていた。しかし、19世紀、ルイ・パスツールは、酵母による糖のエタノール発酵の研究から、この過程は酵母細胞内の物質が触媒になっていることを突き止め、「発酵体（ferments）」と名付けた。彼は、『アルコール発酵は、細胞の死や腐敗ではなく、酵母細胞の生命や組織化の結果として起こる作用である。』と記した。この発見は、1828年にフリードリヒ・ヴェーラーが発表した尿素を化学的に合成に関する論文とともに、完全に無機的な前駆体から作られた最初の有機化合物として特筆に値する。これによって、細胞内の有機化合物や化学反応が、他の化学分野のものと原理的に変わりないことが証明された。
20世紀初頭、エドゥアルト・ブフナーによる酵素の発見により、代謝の化学反応の研究は、細胞の生物学的研究から切り離され、生化学の分野が確立された。その後、ハンス・クレブスが尿素回路を発見し、ハンス・コーンバーグと共同でクエン酸回路とグリオキシル酸回路を発見するなど、近代的な生化学者の貢献によって、生化学の知識は急速に拡大した。現代の生化学研究は、クロマトグラフィー、X線回折、NMR分光法、放射性同位体標識、電子顕微鏡、分子動力学シミュレーションなどの新しい技術の利用により、細胞内の多数の分子や代謝経路の同定と詳細な解析が可能になった[要出典]。
参考項目

人為的な代謝（英語版） - 人間社会の物質とエネルギーの回転を表す産業における用語
代謝拮抗剤 - 代謝物の利用を阻害する化学物質
熱測定 - 化学および熱力学において物体の状態変数の変化を測定すること
呼吸測定（英語版） - 生物の代謝率を推定するための熱産生の間接的な測定手法（熱量測定法）
二重標識法 - 二重標識水を飲ませた後排泄物の同位体比を調べることで間接的に測定する方法（熱量測定法）
等温マイクロカロリメトリー（英語版） - 化学、物理、生物学的プロセスのリアルタイム監視と動的分析のための実験室的手法
先天性代謝異常 - 先天的に酵素活性に異常をきたす遺伝病の一種
鉄-硫黄ワールド仮説（英語版） - 生命の起源に関する「代謝優先」説
代謝異常 - タンパク質、脂肪、炭水化物などの主要栄養素の体内での下項および配分を有害に変化させる疾患
マイクロ生理学（英語版） - 生命や生体物質の機能や活動、および非常に小規模な物理的および化学的現象のinvitro測定
一次栄養群（英語版） - 生命維持、成長、生殖に必要なエネルギーと炭素の供給源に応じた栄養様式に関連して分類された生物のグループ
河川代謝（英語版） - 水生生態系内でエネルギーがどのように作成され、使用されるかを定量化する概念
硫黄代謝（英語版） - 生物による硫黄の還元、酸化の経路
食事誘発性熱産生（英語版） - 食品を使用および保管するための処理コストによる基礎代謝率を超えるエネルギー消費
都市代謝（英語版） - 都市内の物質とエネルギーの流れの記述と分析のためのモデル
水代謝（英語版） - 浸透圧調節と行動によって生体内の水分量を制御する必要がある生体の恒常性の側面
オーバーフロー代謝（英語版） - 細胞が呼吸経路を使わずにグルコースなど成長基質を不完全に酸化すること
腫瘍代謝（英語版） -発癌および腫瘍状態への進行を伴う細胞で発生する代謝変化に着目した研究分野
Reactome（英語版） - 生物学的経路の無料のオンラインデータベース
KEGG - ゲノム、生物経路、疾患、薬剤、化学物質などを扱うデータベースの集合体
推薦文献

入門
Rose S, Mileusnic R (1999). The Chemistry of Life.. Penguin Press Science. ISBN 0-14-027273-9
Schneider EC, Sagan D (2005). Into the Cool: Energy Flow, Thermodynamics, and Life.. University of Chicago Press. ISBN 0-226-73936-8
Lane N (2004). Oxygen: The Molecule that Made the World.. USA: Oxford University Press. ISBN 0-19-860783-0
高度
『ストライヤー生化学第8版』東京化学同人2018年8月28日
Price N, Stevens L (1999). Fundamentals of Enzymology: Cell and Molecular Biology of Catalytic Proteins.. Oxford University Press. ISBN 0-19-850229-X
Berg J, Tymoczko J, Stryer L (2002). Biochemistry. W. H. Freeman and Company. ISBN 0-7167-4955-6
Cox M, Nelson DL (2004). Lehninger Principles of Biochemistry.. Palgrave Macmillan. ISBN 0-7167-4339-6
Brock TD, Madigan MR, Martinko J, Parker J (2002). Brock's Biology of Microorganisms.. Benjamin Cummings. ISBN 0-13-066271-2
Da Silva JJ, Williams RJ (1991). The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life.. Clarendon Press. ISBN 0-19-855598-9
Nicholls DG, Ferguson SJ (2002). Bioenergetics. Academic Press Inc.. ISBN 0-12-518121-3
Wood HG (February 1991). “Life with CO or CO2 and H2 as a source of carbon and energy”. FASEB Journal 5 (2):  156–63. doi:10.1096/fasebj.5.2.1900793. PMID 1900793.
脂質であるトリアシルグリセロール分子の構造を示す。トリグリセリドとも呼ばれ、グリセロール分子と3つの脂肪酸分子が結合した構造をしている。
人体におけるさまざまな代謝経路を包括的に表現した代謝ネットワーク図。ヒトの代謝を維持するために起こるさまざまな化学反応の相互関係と相互作用を描いている。
単糖であるグルコースは、直鎖状と環状という2種類の形態で存在することができる。どちらの形態のグルコースも代謝において重要な役割を担っている。
補酵素アセチルCoAの分子構造を示す。左端の硫黄原子(S)に転移性のアセチル基が結合している。
赤血球に含まれるタンパク質である鉄含有ヘモグロビンの構造を示す図で、サブユニットは赤と青で色分けされ、鉄を含むヘム基は緑で示されている。PDB: 1GZX​
異化作用として知られる、タンパク質、炭水化物、脂肪の分解過程を簡略化した図。これらの大栄養素が、体内でエネルギーやその他の目的に利用できるより小さな分子に分解される主要な段階を示している。
ATP合成酵素がATPを生成する機構を描いた図。赤がATP、ピンクがADPとリン酸、黒が回転する軸サブユニットを示している。
光合成を行う葉緑体 (緑色) で満たされた植物細胞 (紫色の壁で囲まれた部分) の顕微鏡像。
簡略化したステロイド合成経路。主要中間体のイソペンテニルピロリン酸 (IPP)、ジメチルアリルピロリン酸 (DMAPP)、ゲラニルピロリン酸 (GPP)、およびスクアレンを示している。わかりやすくするために一部の中間段階は略された。
インスリンがグルコースの取り込みと代謝に与える影響の概略図。インスリンは細胞表面の受容体に結合し(1)、一連のタンパク質活性化カスケードを開始する(2)。これらのカスケードによって、Glut-4トランスポーターの細胞膜への移動とグルコースの流入(3)、グリコーゲン合成(4)、解糖(5)、脂肪酸合成(6)が引き起こされる。
生物の3つのドメインの共通祖先を示す進化系統樹。細菌(青)、真核生物(赤)、古細菌(緑)で色分けされている。また、この樹に含まれるいくつかの門の相対的な位置も示している。すべての生物が共通祖先を通じて互いに関連し、時間の経過とともに進化して、現在の多様な生物になったことを表している。
植物シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のクエン酸回路の代謝ネットワーク（英語版）。回路に関与する酵素と代謝物を赤い四角で、それらの間の相互作用を黒い線で描いている。図には合計43の酵素と40の代謝産物がある。
アリストテレスの代謝（英語版）をオープンフロー系として描いた概念図。
竿秤（さおばかり）に乗って食事をするサントーリオ・サントーリオの描写。1614年の彼の著作『Ars de statica medicina』より。
Habit

「Habit」（ハビット）は、2022年6月22日に発売された、日本のバンド・SEKAI NO OWARIのメジャー16作目（通算18作目）のシングルである。第64回日本レコード大賞を受賞。
概要

前作「Diary」から約4ヶ月ぶり、Virgin Music移籍後4作目のCDシングルとして2022年6月22日にリリース。
表題曲は神木隆之介と柴咲コウ主演の映画『ホリック xxxHOLiC』の主題歌に書き下ろし起用された。映画主題歌を担当するのは「蜜の月 -for the film-」以来3年ぶり。
2022年4月28日に先行配信され、楽曲のミュージックビデオが同日にYouTubeで公開された。MV監督はSaoriの夫で俳優の池田大が担当。「自分で自分を分類するな」という楽曲のテーマが表現されており、MV内ではメンバー4人が本格的なダンスを披露している。振り付けはプロダンサーのパワーパフボーイズが担当したもので、メンバー4人は撮影に向けて長期のダンスレッスンを行ったという。
楽曲配信後、TikTok、YouTube、ストリーミングを中心に大きな注目を集め、CDシングルがリリースされた2022年6月29日公開のBillboard Japan Hot 100では、2015年の「SOS」以来7年ぶりの総合首位を獲得した。
2022年8月3日公開のBillboard JAPANチャートにて、ストリーミングの累計再生回数が1億回を突破した。チャートイン13週目での記録達成は歴代6位タイの速さで、SEKAI NO OWARIの楽曲がストリーミング1億回再生を超えるのは「silent」に続き本楽曲で2曲目となった。
第64回日本レコード大賞にて、結成15周年、デビューから12年目にしてバンド初の大賞受賞となった。ロックバンドの受賞は、2004年に「Sign」で大賞を受賞したMr.Children以来であり、男女混成では2000年に「TSUNAMI」で大賞を受賞したサザンオールスターズ以来である。
MTV主催の音楽アワード「MTV VMAJ 2022」 で「Best Dance Video」を受賞。また、年間でもっとも優れた作品に贈られる賞「Video of the Year」も受賞し、2冠を達成した。また授賞式ではシークレットゲストとして登場し、Habitを披露した。
2022年12月6日に、YouTubeは公式ブログにて『2022年度日本のYouTube年間ランキング』を発表した。2022年内でYouTube に投稿された音楽動画の中から視聴数が多かった国内トップ音楽動画ランキング部門で1位となった。
邦楽バンドのMVとしては史上最速での1億再生を突破している。
2024年4月17日、NexTone Award 2024でSilver Medalを受賞した。
収録曲

Habit [4:15]作詞：Fukase 作曲：Nakajin 編曲：SEKAI NO OWARI
タイトルの「Habit」には「癖」という意味があるが、今作では「習性」という意味で使用されている。
楽曲の元となるトラックはSaoriが2014年頃に作成していたもので、制作にあたりFukaseが歌詞を、Nakajinがメロディーを追加し、楽曲として完成させた。
Eve [4:03]
作詞：Fukase
作曲：Nakajin
編曲：SEKAI NO OWARI
陽炎 (Fukase Ver.) [4:17]作詞：Saori 作曲：Saori 編曲：SEKAI NO OWARI, Yaffle
2021年7月21日にリリースされたメジャー5作目のオリジナル・アルバム「scent of memory」収録曲のFukase歌唱バージョン。
TBS系金曜ドラマ「9ボーダー」の第1話劇中歌として使用された。
タイアップ

| 曲名 | タイアップ |
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Habit: 松竹 / アスミック・エース配給 映画『ホリック xxxHOLiC』主題歌
受賞

| 年 | 曲名 | 賞 | 受賞 |
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| 2022年 | Habit | MTV VMAJ 2022 | 最優秀ビデオ賞／Video of the Year |
| 2022年 | Habit | MTV VMAJ 2022 | 最優秀ダンスビデオ賞／Best Dance Video |
| 2022年 | Habit | 第64回日本レコード大賞 | 優秀作品賞 |
| 2022年 | Habit | 第64回日本レコード大賞 | 日本レコード大賞 |
| 2023年 | Habit | 第37回日本ゴールドディスク大賞 | ベスト5ソング・バイ・ストリーミング |
| 2024年 | Habit | NexTone Award 2024 | Silver Medal |
テレビ披露

| 出演日> 年 | 出演日> 月日 | 番組名 | 放送局 | 演奏曲 | 出典 |
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| 2022年 | 5月9日 | CDTVライブ!ライブ! | TBS系列 | Habit |  |
| 2022年 | 6月12日 | Love music | フジテレビ系列 | Habit |  |
| 2022年 | 7月13日 | 2022 FNS歌謡祭 夏 | フジテレビ系列 | Habit |  |
| 2022年 | 7月16日 | 音楽の日 2022 | TBS系列 | Habit |  |
| 2022年 | 8月6日 | ライブ・エール 2022 | NHK | Habit |  |
| 2022年 | 8月19日 | ミュージックステーション | テレビ朝日系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月3日 | 日テレ系音楽の祭典ベストアーティスト2022 | 日本テレビ系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月14日 | 2022 FNS歌謡祭　第2夜 | フジテレビ系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月19日 | CDTVライブ!ライブ! | TBS系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月23日 | ミュージックステーションウルトラSUPER LIVE2022 | テレビ朝日系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月30日 | 第64回日本レコード大賞 | TBS系列 | Habit |  |
| 2022年 | 12月31日 | 第73回NHK紅白歌合戦 | NHK | Habit |  |
| 2024年 | 3月18日 | CDTVライブ!ライブ! | TBS系列 | Habit |  |
| 2024年 | 4月4日 | SONGS | NHK | Habit |  |
大竹悠聖

大竹 悠聖（おおたけ ゆうせい、2000年7月13日 - ）は、熊本県出身のプロサッカー選手。ポジションはミッドフィルダー(MF)。
来歴

大津高校出身。
18年度全国高校選手権得点王
18年全国高校総体優秀選手
桐蔭横浜大学から2023年にY.S.C.C.横浜に加入した。
2023年は公式戦出場機会は無く、2024年4月7日のJ3リーグ第8節のカマタマーレ讃岐戦でリーグデビューを果たす。
2024年12月10日、契約満了を発表。
所属クラブ

レダドール富合
ブレイズ熊本ジュニア
ブレイズ熊本ジュニアユース
熊本県立大津高等学校
桐蔭横浜大学
2023年 - 2024年  Y.S.C.C.横浜
2025年 -   シュワーボ東京
個人成績

| 国内大会個人成績> 年度.年度.日本 | 国内大会個人成績> クラブ.クラブ.日本 | 国内大会個人成績> 背番号.背番号.日本 | 国内大会個人成績> リーグ.リーグ.日本 | 国内大会個人成績> リーグ戦.出場.リーグ戦 | 国内大会個人成績> リーグ戦.得点.リーグ戦 | 国内大会個人成績> リーグ杯.出場.リーグ杯 | 国内大会個人成績> リーグ杯.得点.リーグ杯 | 国内大会個人成績> オープン杯.出場.天皇杯 | 国内大会個人成績> オープン杯.得点.天皇杯 | 国内大会個人成績> 期間通算.出場.期間通算 | 国内大会個人成績> 期間通算.得点.期間通算 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 2023 | YS横浜 | 20 | J3 | 0 | 0 | - | - | - | - | 0 | 0 |
| 2024 | YS横浜 | 20 | J3 | 1 | 0 | 0 | 0 | - | - | 1 | 0 |
| 通算 | 日本 | 日本 | J3 | 1 | 0 | - | - | - | - | 1 | 0 |
| 総通算 | 総通算 | 総通算 | 総通算 | 1 | 0 | 0 | 0 | - | - | 1 | 0 |
Jリーグ初出場：2024年4月7日 J3リーグ第8節 カマタマーレ讃岐戦（Pikaraスタジアム）
Bluetooth Low Energy

Bluetooth Low Energy (Bluetooth LE, BLE) とは、無線PAN技術である Bluetooth の一部で、バージョン 4.0 から追加になった低消費電力の通信モード。Bluetooth は Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) と Bluetooth Low Energy (LE) から構成される。
従来からの BR/EDR と比較して、省電力かつ省コストで通信や実装を行うことを意図して設計されている。BR/EDR とは独立しており、互換性は持たないが、BR/EDR と LE の同居は可能である。もとの仕様はWibreeという名称で2006年にNokiaによって開発されたものであり、これが2009年12月に Bluetooth Low Energy として Bluetooth 4.0 に統合された。
パーソナルコンピュータ（PC: Windows、macOS、Linuxなど）やモバイル端末（Androidデバイス、iPhone/iPad/Apple Watch、Windows Phone、BlackBerryなど）において標準でBluetooth Low Energyに対応しており広く普及している。スポーツとフィットネス、医療、PC周辺機器、ビーコンなどに利用されている。
概要

BLEの基礎となったのは、Nokiaによって制定された「Wibree」という仕様である。その後、Bluetooth Special Interest Group（英語版） (Bluetooth SIG) に引き継がれ、2009年12月にBluetooth 4.0に追加されたものが、最初のBLEである。以降はそのアップデート版として、2013年12月にBluetooth 4.1、2014年12月に4.2、2016年12月に5.0、2019年1月に5.1、2020年1月に5.2、2021年7月に5.3がそれぞれ策定・発表されている。なお、BLE 4.0および4.1、4.2の間には後方互換性が保証されている。
このように、BLEは従来からのBR/EDRのメジャー・バージョンアップ版としてではなく、そもそも別個の規格として策定された仕様である。BR/EDRと比較して「省エネルギーであること」「複雑でないこと」「低コストであること」などを謳っており、その特徴を獲得することに仕様策定の目的が絞られている。事実、安価なハードウェア、簡素で拡張性のあるデータモデルが実現されており、BLE普及の原動力となっている。
呼称

Bluetoothバージョン4.0 (Bluetooth 4.0) がリリースされた2009年当時、呼称としては、「Bluetooth Smart」および「Bluetooth Smart Ready」などといったものがあった。従来のBluetooth BR/EDRのみが実装されたものを「Bluetooth」、Bluetooth LEのみが実装されたものを「Bluetooth Smart」、Bluetooth LEおよびBR/EDRの両方が実装されたものを「Bluetooth Smart Ready」と呼称することが提案されていた。また、これらの互換性をわかりやすくするため、Bluetooth SIGはロゴ策定の計画を2011年に発表していた。
しかし2016年に、Bluetooth SIGより「Bluetooth Smart」および「Bluetooth Smart Ready」の商標廃止が通達され、以降はBluetoothのみとなった｡
Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) は、「Bluetoothクラシック」(Bluetooth Classic) と呼ばれることもある。
機能 > Bluetooth BR/EDRとの互換性

Bluetooth LEはBluetooth BR/EDRとは異なる規格であるため、互換性を持たない。しかしながら、Bluetooth 4.0の仕様書においては、LEとBR/EDRのどちらか、あるいは両方の実装をすることが許可されている（デバイスタイプとしては、BR/EDR、LE only、BR/EDR/LEの3通りがある）。また、LEはBR/EDRと同様の2.4 GHzの周波数帯を利用している。これにより両方をサポートするデバイスでは、ハードウェアとしては一つのアンテナを共有することができる。
互換性について、Bluetooth SIGによってデバイスリスト[リンク切れ]が公開されている。
機能 > 通信速度と到達距離

BLEにおける通信速度の規格値は、Bluetooth 4.0は1Mbps、5は2Mbps, 1Mbps, 500kbps, 125kbpsである。ただし、様々な制約により、現実的な通信速度は10kbps程度にとどまる。これは、BLEが「省エネルギー」を主眼に置いており、「通信速度を最低限に抑えれば消費エネルギーも少ない」というトレードオフの結果である。
また、到達距離についても、30メートル以上の距離を設定することは可能ではあるが、実際には5メートル程度にまで短くされる。これも通信速度と同様の理由による。Bluetooth 5 では通信速度を 125 kbps にすることで最大到達距離が400mとなった。
ネットワーク構成

BLEでは、デバイスとデバイスが通信をおこなう方法として、ブロードキャストとコネクションという2つの方法を定義している。なお、あるBLEネットワーク内において、これらの方法が混合して存在し、通信をおこなっていてもかまわない。
ネットワーク構成 > ブロードキャスト

ブロードキャストは、あるBLEデバイスから別のBLEデバイスに対して、一方的にデータを送信するための通信方法である。あるBLEデバイスが、一定周期でデータを発信し続け、別のBLEデバイスがそれをスキャン・受信することによって、データのやり取りをおこなう。
この通信方法において、データを発信するデバイスをブロードキャスター、データを受信するデバイスをオブザーバーと呼ぶ。また、ブロードキャスターが発信しているデータのことをアドバタイズパケットと呼ぶ。アドバタイズパケットには、仕様に定められた範囲内で、自由なデータを設定することができる。
あるひとつのブロードキャスターが、不特定多数のオブザーバーに対して、同時に同じデータを発信できることが特徴で、よって機密性を要求されるようなデータのやり取りには不適である。例えば、「測定した温度データを一定周期に発信し続ける温度計（ブロードキャスター）」と、「受信した温度データを利用者に通知するアプリケーション（オブザーバー）」といったような利用法がある。
現実に利用されている例にAppleによって策定されているiBeaconがある。