La via de la biosíntesi d'aminoàcids no només té un paper clau en les activitats de la vida, sinó que també promou el desenvolupament d'una producció d'aminoàcids eficient i respectuosa amb el medi ambient i la biologia sintètica en la fermentació industrial. Les prote?nes són la base de la vida i juguen una varietat de papers a les cèl·lules, des de suport estructural fins a catalitzar reaccions químiques. Totes les prote?nes estan formades per 20 aminoàcids diferents que es produeixen a l'interior de les cèl·lules mitjan?ant processos complexos de biosíntesi. El descobriment de 20 aminoàcids va durar gairebé un segle, comen?ant amb el primer a?llament de la glicina per part del químic francès H. Braconnot el 1820 i acabant amb el descobriment de la treonina per part de W. Rose el 1935. El descobriment d'aquests aminoàcids va implicar molts científics el treball dels quals no només va revelar l'estructura i propietats dels aminoàcids. recerca en bioquímica i biologia molecular. La biosíntesi d'aminoàcids és el principal contingut del metabolisme de la composició microbiana. Aquest article us explicarà com es sintetitzen aquests aminoàcids a partir de molècules més simples i com es classifiquen. La biosíntesi de tots els aminoàcids es sintetitza mitjan?ant vies ramificades utilitzant intermedis de les vies metabòl(fā)iques centrals com a precursors. Segons el tipus de precursor inicial, la biosíntesi d'aminoàcids es pot dividir en 5 grups: grups glutamat, incloent glutamat (Glu), glutamina (Gln), prolina (Pro) i arginina (Arg). La síntesi d'aquests aminoàcids comen?a amb el glutamat, una molècula clau en una via metabòl(fā)ica central. La família dels aspartats inclou l'aspartat (Asp), l'aspartamida (Asn), la lisina (Lys), la treonina (Thr), la metionina (Met) i la isoleucina (Ile). La síntesi d'aminoàcids d'aquesta família comen?a amb l'àcid aspártic, que també és producte de les vies metabòl(fā)iques centrals. Família d'aminoàcids aromàtics, inclosa la fenilalanina (Phe), la tirosina (Tyr) i el triptòfan (Trp). La síntesi d'aquests aminoàcids comen?a amb l'eritrosi-4-fosfat (E4P) i el fosfoenolpiruvat (PEP), dues molècules que també són intermedis importants en les vies metabòl(fā)iques. La família de les serines inclou la serina (Ser), la glicina (Gly) i la ciste?na (Cys). La síntesi d'aminoàcids d'aquesta família comen?a amb la serina, que és el punt de ramificació de moltes vies biosintètiques. El grup de les alanines inclou l'alanina (Ala), la valina (Val) i la leucina (Leu). Tot i que aquests aminoàcids pertanyen a famílies diferents, tenen reaccions similars durant la síntesi, i aquestes reaccions solen estar catalitzades per la mateixa classe d'enzims.

La isoleucina, la valina i la leucina, encara que pertanyen a famílies diferents, tenen reaccions semblants catalitzades pel mateix enzim. La conversió de serina a ciste?na és la principal reacció de reducció assimiladora de sulfat. La biosíntesi del grup d'aminoàcids aromàtics es va iniciar per eritrosi-4-P i PEP. La biosíntesi de la histidina és especial, i el seu marc de carboni es deriva del pirofosfat de fosforbosa (PRPP). Dues C a la ribosa de PRPP s'utilitzen per construir l'anell d'imidazol de 5 membres, i la resta s'utilitzen per crear la cadena lateral 3C. La biosíntesi d'aminoàcids juga un paper clau en la fermentació industrial. No només són un component fonamental del creixement microbià i de l'activitat metabòl(fā)ica, sinó que també són una matèria primera clau per a molts productes fermentats. La producció d'aminoàcids per fermentació microbiana pot aconseguir una producció eficient i de baix cost alhora que redueix la contaminació ambiental, que és crucial per a l'alimentació, els pinsos, la medicina i altres indústries.

A més, la biosíntesi d'aminoàcids ha afavorit el desenvolupament de la biologia sintètica i l'enginyeria metabòl(fā)ica, fent possible la producció d'aminoàcids específics i els seus derivats per part de microorganismes. Això no només millora l'eficiència de la producció, sinó que també proporciona una plataforma per al desenvolupament de nous productes biotecnològics i amplia encara més el rang d'aplicació de la fermentació industrial.