استقلاب المركبات وحيدة الكربون
استقلاب الكربون في النهاية يسلم جزء واحد من الكربون (مجموعة الميثيل) للعديد من التفاعلات البيولوجية، بما في ذلك تخليق النيوكليوتيدات والميثيل البيولوجي، اللازمة لتجميع المكونات الأساسية للخلايا والأنسجة والحفاظ على توازن الجسم، ويرتبط التمثيل الغذائي للكربون الواحد أيضًا بأيض الطاقة الأخرى، وبالتالي، فإن التمثيل الغذائي للكربون الواحد أمر أساسي للحفاظ على سلامة صحة الإنسان وإصلاح الجسم.
ليس من الغريب أن يرتبط تغير التمثيل الغذائي للكربون الواحد ارتباطًا وثيقًا بالشيخوخة والأمراض المرتبطة بالعمر مثل السرطان وأمراض القلب والأوعية الدموية والأمراض العصبية الإدراكية، ويكون التوازن الكافي لعملية التمثيل الغذائي للكربون الواحد من خلال العناصر الغذائية أحادية الكربون، مثل فيتامينات ب، ميثيونين، والكولين، مهم بشكل خاص في صحة الإنسان.
أحد استقلاب الكربون هو مجموعة من التفاعلات التي تزود مجموعات الميثيل لجميع تفاعلات الميثيل البيولوجية بما في ذلك التمثيل الغذائي للنيوكليوتيدات، وتخليق البيورينات والبيريميدينات واستقلاب الأحماض الأمينية، وتشمل الإنزيمات المساعدة والعوامل المساعدة المطلوبة لمعظم هذه التفاعلات فيتامينات ب مثل حمض الفوليك وفيتامين ب 12 وفيتامين ب 6 وفيتامين ب 2 تتضمن دورة الكربون الواحدة نقل وحدة الكربون من السيرين أو الجليسين إلى رباعي هيدروفولات (THF) لتشكيل ميثيلين- THF.
استقلاب البيورينات
يتضمن التمثيل الغذائي الخلوي سلسلة من التفاعلات الكيميائية الحيوية المتسلسلة شديدة التنظيم، والتي تهدف إلى توليد الركائز الضرورية للعمليات الخلوية الأساسية، والبيورينات هي واحدة من أكثر فئات المستقلبات وفرة داخل خلية الثدييات، وبالإضافة إلى توليد جزيئات DNA وRNA.
حيث إن نيوكليوتيدات البيورين مثل الأدينوزين 5-ثلاثي الفوسفات (ATP) و guanosine 5′-triphosphate (GTP) ضرورية لتوفير الطاقة الخلوية والإشارات داخل الخلايا، على التوالي، ويمكن أيضًا دمج البيورينات في جزيئات حيوية أكثر تعقيدًا وتكون بمثابة عوامل مساعدة مثل نيكوتيناميد الأدينين ثنائي النوكليوتيد (NAD) وأنزيم أ.
أخيرا، استقلاب الكربون الذي ينظم دورات حمض الفوليك والميثيونين، ويدمج الجلوكوز والأحماض الأمينية والفيتامينات بالإضافة إلى أنه يدعم أيضًا تخليق النيوكليوتيدات والدهون والبروتينات؛ الحفاظ على توازن الأكسدة والاختزال، وركائز تفاعلات المثيلة يتم الحصول على وحدات الكربون التي تغذي عملية التمثيل الغذائي للكربون الواحد من أحماض أمينية محددة، مثل السيرين والجليسين والثريونين، أو يمكن تصنيعها من الجلوكوز كما هو الحال في مسار توليف السيرين.
