Zellkompartimente, morphologisch und funktionell eindeutig definierte Reaktionsräume einer Zelle, deren Inhalte durch eine bestimmte Zusammensetzung charakterisiert sind und die in Wechselwirkung mit den angrenzenden Z. stehen. Die verschiedenen Z. (Zell- oder Plasmamembran, Cytoplasma, Chloroplasten, Mitochondrien, Zellkern, Endoplasmatisches Reticulum, Golgi-Apparat, Lysosomen/ Vakuolen) besitzen unterschiedliche Enzymausstattungen bzw. Isoenzymprofile und damit jeweils spezifische Zellfunktionen (Abb.). Z.-spezifische Enzyme dienen als Leitenzyme. Die Lokalisation von Stoffwechselsequenzen auf bestimmte Z. (Zellorganellen), die durch Membranen voneinander getrennt sind, bewirkt eine räumliche Trennung und Abgrenzung (auch zur Umwelt) der verschiedenen Stoffwechselketten sowie eine Konzentration der Reaktionspartner. Durch die Kompartimentierung können nebeneinander und im geordneten Nacheinander die vielfältigen Stoffwechselvorgänge ablaufen.

Verschiedene Stoffwechselwege laufen aber auch in mehreren Z. ab. Metabolite werden durch Membrantransportprozesse zwischen einzelnen Z. ausgetauscht. Die das Cytoplasma umgrenzende Plasmamembran gilt aufgrund ihrer vielfältigen Funktion als selbständiges Z. Eine Kompartimentierung ist jedoch nicht nur an membranumgrenzte Reaktionsräume gebunden. So ermöglichen Enzymaggregate und Multienzymkomplexe (Enzyme) eine Kompartimentierung von Intermediaten.

Zellkompartimente. Abb.: Schematische Darstellung des submikroskopischen Aufbaus der Zelle und Kompartimentierung wichtiger Stoffwechselsequenzen/Enzyme.