Regulasi metabolisme adalah proses di mana semua sel – dari bakteri hingga manusia – mengontrol proses kimia yang diperlukan untuk kehidupan. Metabolisme diatur ke dalam kompleks, reaksi tergantung langkah yang disebut jalur metabolisme. Protein khusus yang ada di mana-mana yang disebut enzim adalah cara utama pengaturan jalur ini, meskipun konsentrasi nutrisi, produk limbah, dan hormon dapat mengontrol laju metabolisme. Gangguan metabolisme adalah penyakit bawaan yang disebabkan oleh tidak adanya enzim kunci yang mengganggu regulasi normal dari jalur tertentu.
Metabolisme menggambarkan reaksi kimia di mana organisme berfungsi, dari respirasi seluler hingga peristiwa yang mendasari pencernaan, pertumbuhan, dan reproduksi. Sistem yang disebut jalur metabolisme mengoordinasikan fungsi-fungsi ini dan biasanya dimulai atau dihentikan oleh protein yang disebut enzim. Regulasi metabolik adalah dasar dari kontrol biologis metabolisme, karena memungkinkan sel hidup untuk mengarahkan jalur ini. Dalam sistem tak hidup, keseimbangan dengan lingkungan luar terjadi pada akhir reaksi kimia, yang akan membunuh sel hidup. Jadi regulasi metabolisme membantu menjaga sistem kehidupan dalam keadaan seimbang secara kimiawi, yang disebut homeostasis.
Bentuk paling dasar dari regulasi metabolik terjadi ketika gen memerintahkan sel untuk memproduksi enzim dan mengatur kuantitasnya. Selain itu, dalam jalur metabolisme, molekul mengalami perubahan signifikan dan digunakan oleh sel atau diproses untuk menghasilkan langkah lain dalam jalur tersebut. Beberapa dari molekul ini, yang disebut substrat, merupakan cara efektif untuk mengatur metabolisme melalui konsentrasinya. Laju jalur metabolisme akan berubah, tergantung pada ketersediaan dan konsentrasi substrat, yang harus berikatan dengan enzim agar dapat bekerja. Selain substrat, enzim sering bergantung pada enzim lain dan vitamin.
Selain jenis “umpan balik” yang lebih pasif dari regulasi metabolik dengan konsentrasi substrat, ada kontrol langsung di sebagian besar organisme multiseluler. Bahkan tumbuhan menggunakan hormon untuk mengontrol metabolismenya. Pada hewan tingkat tinggi, regulasi eksternal metabolisme dapat berasal dari sinyal kimia yang mengontrol aktivitas enzim, baik dengan bekerja langsung pada enzim atau dengan mempengaruhi gen yang mengatur produksinya. Beberapa bentuk regulasi metabolik hanya mengubah laju waktu terjadinya proses biokimia; yang lain mengaktifkan proses atau mencegahnya untuk memulai. Pada hewan, tingkat metabolisme mengontrol fungsi dari respirasi hingga lemak tubuh.
Ada banyak gangguan metabolisme, termasuk ribuan defisiensi gen bawaan yang mengkode enzim esensial. Penyakit tiroid secara radikal dapat mengubah tingkat metabolisme, menyebabkan obesitas atau hampir kelaparan. Terkadang, metabolisme manusia sangat lambat atau cepat karena kondisi penyakit dan dapat diobati secara medis. Beberapa obat atau zat gizi dapat dikatakan meningkatkan laju metabolisme dengan mengubah laju jalur yang terlibat dengan pencernaan karbohidrat atau lemak. Pada pasien dengan diabetes mellitus, misalnya, efek hormon insulin pada metabolisme gula terganggu, dan insulin sintetis harus diberikan untuk mengembalikan regulasi metabolisme normal.