Medžiagų apykaitos inžinerija yra procesas, kuriame vyksta darbas su ląstelių keliais, tikintis suteikti joms specifinių savybių. Praktika paprastai susideda iš proceso, kurį jau atlieka ląstelė, patobulinimas. Iš esmės tai yra ląstelės optimizavimas tam konkrečiam tikslui. Metabolizmo inžinerija yra ląstelių biologijos šaka. Jis dažniausiai naudojamas vaistams gaminti ir tam tikrų maisto produktų bei gėrimų savybėms keisti.
Pagrindinė medžiagų apykaitos inžinerijos taktika yra pakeisti tinklus, palengvinančius ryšį ląstelėse ir tarp jų, kad jie perteiktų konkrečią žinią. Metabolizmo inžinerija prasideda šių kelių analize. Jį sudaro matematinis ląstelių struktūros atvaizdavimas ir visų potencialiai naudingų elementų radimas jose. Iš esmės tai yra būdas suprasti, kaip veikia medžiagų apykaitos procesai, kad juos būtų galima pakeisti.
Kai ląstelių tinklų analizė bus baigta, kitas medžiagų apykaitos inžinerijos proceso žingsnis yra naudoti molekulinės biologijos principus, kad jie būtų pakeisti. Tai pasiekiama atliekant genetinius ląstelių struktūros pakeitimus, kad jie veiktų taip, kaip norima. Procesas yra linkęs sutelkti dėmesį į tinklus, nes pakeitus tik šiuos elementus, didžioji ląstelės dalis lieka nepažeista, o tai suteikia geresnes galimybes išgyventi tiek, kiek ji būtų be įsikišimo.
Kai kurie specifiniai elementai, kurie keičiasi per šį procesą, apima reguliavimo funkcijas, fermentus ir transporto priemones. Šie dalykai keičiami koreguojant informacijos centrus, tokius kaip dezoksiribonukleino rūgštis (DNR). Bendras poveikis yra nukreipti specifinius procesus taip, kad jie pakeistų ląstelės funkcionavimą.
Didžioji dalis medžiagų apykaitos inžinerijos darbų tradiciškai buvo susiję su mikrobiniais organizmais, kurie yra mažos gyvybės formos. Tobulėjant praktikai, procesui buvo naudojamos kitos gyvybės formos, tokios kaip gyvūnai ir augalai. Visais atvejais šių gyvybės formų elementai buvo išauginti į ląstelių kultūras, kurios suteikia ląstelėms modifikuoti reikalingą medžiagą.
Metabolizmo inžinerija yra sudėtinga ir daugiadisciplinė. Jis remiasi molekuline biologija, chemijos inžinerija ir biochemija. Šis procesas taip pat liečia kompiuterių mokslą.
Metabolizmo inžinerijos praktika dažnai naudojama norint pakeisti įvairių rinkoje esančių prekių savybes. Jis dažnai naudojamas ruošiant vaistus. Šis procesas taip pat gali būti vartojamų produktų, tokių kaip sūris, alus ar vynas, gamybos dalis.