La vía de biosíntesis de aminoácidos no solo desempe?a un papel fundamental en las actividades vitales, sino que también promueve el desarrollo de una producción eficiente y respetuosa con el medio ambiente de aminoácidos, así como de la biología sintética en la fermentación industrial. Las proteínas son la base de la vida y desempe?an diversas funciones en las células, desde el soporte estructural hasta la catálisis de reacciones químicas. Todas las proteínas están compuestas por 20 aminoácidos diferentes que se producen en el interior de las células mediante complejos procesos de biosíntesis. El descubrimiento de los 20 aminoácidos abarcó casi un siglo, desde el aislamiento de la glicina por el químico francés H. Braconnot en 1820 hasta el descubrimiento de la treonina por W. Rose en 1935. El descubrimiento de estos aminoácidos implicó a numerosos científicos, cuyo trabajo no solo reveló la estructura y las propiedades de los aminoácidos, sino que también sentó las bases para la investigación posterior en bioquímica y biología molecular. La biosíntesis de aminoácidos es el componente principal del metabolismo microbiano. Este artículo le explicará cómo se sintetizan estos aminoácidos a partir de moléculas más simples y cómo se clasifican. La biosíntesis de todos los aminoácidos se sintetiza mediante vías ramificadas que utilizan intermediarios de vías metabólicas centrales como precursores. Según el tipo de precursor de partida, la biosíntesis de aminoácidos se puede dividir en 5 grupos: Grupos glutamato, que incluyen glutamato (Glu), glutamina (Gln), prolina (Pro) y arginina (Arg). La síntesis de estos aminoácidos comienza con el glutamato, una molécula clave en una vía metabólica central. La familia del aspartato incluye aspartato (Asp), aspartamida (Asn), lisina (Lys), treonina (Thr), metionina (Met) e isoleucina (Ile). La síntesis de aminoácidos de esta familia comienza con ácido aspártico, que también es un producto de vías metabólicas centrales. Familia de aminoácidos aromáticos, que incluye fenilalanina (Phe), tirosina (Tyr) y triptófano (Trp). La síntesis de estos aminoácidos comienza con la eritrosis-4-fosfato (E4P) y el fosfoenolpiruvato (PEP), dos moléculas que también son intermediarios importantes en las vías metabólicas. La familia de las serinas incluye serina (Ser), glicina (Gly) y cisteína (Cys). La síntesis de aminoácidos de esta familia comienza con la serina, que constituye el punto de ramificación de muchas vías biosintéticas. El grupo de las alaninas incluye alanina (Ala), valina (Val) y leucina (Leu). Aunque estos aminoácidos pertenecen a familias diferentes, presentan reacciones similares durante su síntesis, las cuales suelen estar catalizadas por la misma clase de enzimas.

La isoleucina, la valina y la leucina, aunque pertenecen a familias diferentes, tienen reacciones similares catalizadas por la misma enzima. La conversión de serina a cisteína es la principal reacción de la reducción asimilativa del sulfato. La biosíntesis del grupo de aminoácidos aromáticos fue iniciada por la eritrosis-4-P y el PEP. La biosíntesis de la histidina es especial, y su estructura carbonada se deriva de la fosforribosa pirofosfato (PRPP). Dos C en la ribosa de la PRPP se utilizan para construir el anillo de imidazol de 5 miembros, y el resto se utiliza para crear la cadena lateral de 3 C. La biosíntesis de aminoácidos juega un papel clave en la fermentación industrial. No solo son un componente fundamental del crecimiento microbiano y la actividad metabólica, sino también una materia prima clave para muchos productos fermentados. La producción de aminoácidos por fermentación microbiana puede lograr una producción eficiente y de bajo costo, a la vez que reduce la contaminación ambiental, lo cual es crucial para las industrias de alimentos, piensos, medicamentos y otras.

Además, la biosíntesis de aminoácidos ha impulsado el desarrollo de la biología sintética y la ingeniería metabólica, lo que permite la producción de aminoácidos específicos y sus derivados por microorganismos. Esto no solo mejora la eficiencia de la producción, sino que también proporciona una plataforma para el desarrollo de nuevos productos biotecnológicos y amplía aún más el espectro de aplicaciones de la fermentación industrial.