Dráha biosyntézy aminokyselin hraje nejen klí?ovou roli v ?ivotních aktivitách, ale také podporuje rozvoj efektivní a ekologicky ?etrné produkce aminokyselin a syntetické biologie v pr?myslové fermentaci. Proteiny jsou základem ?ivota a hrají v buňkách r?zné role, od strukturální podpory a? po katalyzující chemické reakce. V?echny proteiny se skládají z 20 r?znych aminokyselin, které jsou produkovány uvnit? buněk prost?ednictvím slo?itych proces? biosyntézy. Objev 20 aminokyselin trval témě? jedno století, po?ínaje první izolací glycinu francouzskym chemikem H. Braconnotem v roce 1820 a kon?e objevem threoninu W. Rosem v roce 1935. Na objevu těchto aminokyselin se podílelo mnoho vědc?, jejich? práce nejen odhalila strukturu a vlastnosti aminokyselin, ale také polo?ila základ pro biochemii a polo?ila základy pro biologii. Biosyntéza aminokyselin je hlavním obsahem metabolismu mikrobiálního slo?ení. Tento ?lánek vás provede tím, jak jsou tyto aminokyseliny syntetizovány z jednodu??ích molekul a jak jsou klasifikovány. Biosyntéza v?ech aminokyselin je syntetizována větvenymi cestami za pou?ití meziprodukt? centrálních metabolickych drah jako prekurzor?. Podle typu vychozího prekurzoru lze biosyntézu aminokyselin rozdělit do 5 skupin: Glutamátové skupiny v?etně glutamátu (Glu), glutaminu (Gln), prolinu (Pro) a argininu (Arg). Syntéza těchto aminokyselin za?íná glutamátem, klí?ovou molekulou v centrální metabolické dráze. Rodina aspartát? zahrnuje aspartát (Asp), aspartamid (Asn), lysin (Lys), threonin (Thr), methionin (Met) a isoleucin (Ile). Syntéza aminokyselin této rodiny za?íná kyselinou asparagovou, která je také produktem centrálních metabolickych drah. Skupina aromatickych aminokyselin, v?etně fenylalaninu (Phe), tyrosinu (Tyr) a tryptofanu (Trp). Syntéza těchto aminokyselin za?íná erytrózou-4-fosfátem (E4P) a fosfoenolpyruvátem (PEP), dvěma molekulami, které jsou rovně? d?le?itymi meziprodukty v metabolickych drahách. Rodina serin? zahrnuje serin (Ser), glycin (Gly) a cystein (Cys). Syntéza aminokyselin této rodiny za?íná serinem, ktery je bodem větvení mnoha biosyntetickych drah. Skupina alaninu zahrnuje alanin (Ala), valin (Val) a leucin (Leu). A?koli tyto aminokyseliny pat?í do r?znych rodin, mají podobné reakce během syntézy a tyto reakce jsou obvykle katalyzovány stejnou t?ídou enzym?.

Isoleucin, valin a leucin, a?koli pat?í do r?znych rodin, mají podobné reakce katalyzované stejnym enzymem. Konverze serinu na cystein je hlavní reakcí asimila?ní redukce sulfátu. Biosyntéza skupiny aromatickych aminokyselin byla zahájena erytrózou-4-P a PEP. Biosyntéza histidinu je speciální a jeho uhlíkovy rámec je odvozen od fosforibos pyrofosfátu (PRPP). Dva C v ribóze PRPP se pou?ívají k vytvo?ení 5-?lenného imidazolového kruhu a zbytek se pou?ívá k vytvo?ení postranního ?etězce 3C. Biosyntéza aminokyselin hraje klí?ovou roli v pr?myslové fermentaci. Jsou nejen základní slo?kou mikrobiálního r?stu a metabolické aktivity, ale také klí?ovou surovinou pro mnoho fermentovanych produkt?. Produkcí aminokyselin mikrobiální fermentací lze dosáhnout efektivní a levné produkce a zároveň sní?it zne?i?tění ?ivotního prost?edí, které je klí?ové pro potraviná?sky, krmivá?sky, léka?sky a dal?í pr?mysl.

Biosyntéza aminokyselin navíc podpo?ila rozvoj syntetické biologie a metabolického in?enyrství, co? umo?ňuje produkovat specifické aminokyseliny a jejich deriváty mikroorganismy. To nejen zlep?uje efektivitu vyroby, ale také poskytuje platformu pro vyvoj novych biotechnologickych produkt? a dále roz?i?uje aplika?ní rozsah pr?myslové fermentace.