ในปี ค.ศ. 1891 อัลเบร็ชท์ ค็อสเซิล นักชีวเคมีชาวเยอรมันเสนอว่าผลิตภัณฑ์ธรรมชาติแบ่งได้เป็นสองกลุ่มใหญ่ได้แก่ เมแทบอไลต์ปฐมภูมิและเมแทบอไลต์ทุติยภูมิ[13][14]

เมแทบอไลต์ปฐมภูมิ

ค็อสเซิลบรรยายว่าเมแทบอไลต์ปฐมภูมิเป็นส่วนประกอบของวิถีเมแทบอลิซึมพื้นฐานที่จำเป็นต่อการทำงานของเซลล์ เช่น การดูดซึมสารอาหาร การสร้างพลังงาน และการเจริญเติบโต เมแทบอไลต์ปฐมภูมินั้น ได้แก่ คาร์โบไฮเดรต ลิพิด กรดอะมิโน และกรดนิวคลีอิก[13][14]

โครงสร้างพื้นฐานของเซลล์หลายชนิดประกอบด้วยเมแทบอไลต์ปฐมภูมิ เช่น เยื่อหุ้มเซลล์ (ฟอสโฟลิพิด) ผนังเซลล์ (เปบทิโดไกลแคนและไคทิน) ไซโทสเกเลตัน (โปรตีน)[15] ดีเอ็นเอและอาร์เอ็นเอที่เก็บและส่งผ่านข้อมูลพันธุกรรมนั้นเป็นกรดนิวคลีอิก ซึ่งเป็นเมแทบอไลต์ปฐมภูมิเช่นกัน[16]

เมแทบอไลต์ปฐมภูมิที่เกี่ยวข้องกับการสร้างพลังงานได้แก่ การหายใจและเอนไซม์ในการสังเคราะห์แสง เอนไซม์เป็นโปรตีนซึ่งมาจากกรดอะมิโน[16]

โมเลกุลส่งสัญญาณที่หนึ่ง ซึ่งเป็นโมเลกุลให้สัญญาณที่ควบคุมเมทาบอลิซึมและการเปลี่ยนสภาพของเซลล์ ประกอบด้วยฮอร์โมนและสารกระตุ้นการเจริญซึ่งมีที่มาจากเปปไทด์ ไบโอเจนิกเอมีน สเตอรอยด์ฮอร์โมน ออกซินและจิบเบอเรลลิน เมื่อตัวรับในเซลล์จับกับโมเลกุลส่งสัญญาณนี้จะหลั่งโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองเพื่อถ่ายทอดข้อมูลจากนอกเซลล์เข้าสู่ภายในเซลล์ โดยโมเลกุลส่งสัญญาณที่สองนี้ประกอบด้วยไซคลิกนิวคลีโอไทด์และไดกลีเซอไรด์[17]

เมแทบอไลต์ทุติยภูมิ

เมแทบอไลต์ทุติยภูมิต่างจากเมแทบอไลต์ปฐมภูมิคือไม่จำเป็นต่อการดำรงชีวิต หน้าที่หลักของเมแทบอไลต์ทุติยภูมินั้นยังไม่แน่ชัด ทฤษฎีหนึ่งเสนอว่าสิ่งมีชีวิตผลิตเมแทบอไลต์ทุติยภูมิเพื่อเพิ่มความได้เปรียบในการแข่งขันกับสิ่งมีชีวิตอื่น[18] เมแทบอไลต์ทุติยภูมิมีขอบเขตการทำงานที่กว้างขวาง เช่น ฟีโรโมนเป็นโมเลกุลให้สัญญาณที่กระตุ้นการตอบสนองทางสังคมในสปีชีส์เดียวกัน หรือสารอัลลีโลพาธี พิษสัตว์และชีวพิษที่สิ่งมีชีวิตใช้ในการต่อสู้กับเหยื่อ ผู้ล่าและสิ่งมีชีวิตอื่น[19]