代謝
異化反応でATPが生産され、同化反応ではATPが消費される。さらに、ATPはリン酸化反応におけるリン酸基の担体としても機能する。
ビタミンは、微量で必須とされる有機化合物で、細胞内では作ることができない。ヒトの栄養(英語版)では、ほとんどのビタミンは修飾された後、補酵素として作用する。たとえば、水溶性ビタミンはすべて、細胞内で使用される際にリン酸化されるかヌクレオチドに結合する。ビタミンB3(ナイアシン)の誘導体であるニコチンアミドアデニンジヌクレオチド(NAD)は、水素受容体として機能する重要な補酵素である。数百種類のデヒドロゲナーゼ(脱水素酵素)が基質から電子を奪い、NADをNADHに還元する。この還元型補酵素は、水素原子を基質へ移動する必要のある細胞内の還元酵素の基質となる。ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドは、細胞内でNADHとNADPHという2つの関連した形態で存在し、NAD/NADHは異化反応でより重要であり、NADP/NADPHは同化反応で使用される。
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。