La voie de biosynthèse des acides aminés joue non seulement un r?le essentiel dans les activités vitales, mais favorise également le développement d'une production efficace et respectueuse de l'environnement d'acides aminés et la biologie synthétique dans la fermentation industrielle. Les protéines sont à la base de la vie et jouent divers r?les dans les cellules, du soutien structurel à la catalyse de réactions chimiques. Toutes les protéines sont composées de 20 acides aminés différents, produits à l'intérieur des cellules par des processus de biosynthèse complexes. La découverte de ces 20 acides aminés s'est étalée sur près d'un siècle, commen?ant avec la première isolation de la glycine par le chimiste fran?ais H. Braconnot en 1820, et se terminant avec la découverte de la thréonine par W. Rose en 1935. La découverte de ces acides aminés a mobilisé de nombreux scientifiques dont les travaux ont non seulement révélé la structure et les propriétés des acides aminés, mais ont également jeté les bases de la recherche ultérieure en biochimie et en biologie moléculaire. La biosynthèse des acides aminés est au c?ur du métabolisme de la composition microbienne. Cet article explique comment ces acides aminés sont synthétisés à partir de molécules plus simples et comment ils sont classés. La biosynthèse de tous les acides aminés est réalisée par des voies ramifiées utilisant comme précurseurs des intermédiaires des voies métaboliques centrales. Selon le type de précurseur de départ, la biosynthèse des acides aminés peut être divisée en cinq groupes?: les groupes glutamate, comprenant le glutamate (Glu), la glutamine (Gln), la proline (Pro) et l'arginine (Arg). La synthèse de ces acides aminés commence par le glutamate, une molécule clé d'une voie métabolique centrale. La famille des aspartates comprend l'aspartate (Asp), l'aspartamide (Asn), la lysine (Lys), la thréonine (Thr), la méthionine (Met) et l'isoleucine (Ile). La synthèse des acides aminés de cette famille commence par l'acide aspartique, également issu des voies métaboliques centrales. La famille des acides aminés aromatiques comprend la phénylalanine (Phe), la tyrosine (Tyr) et le tryptophane (Trp). La synthèse de ces acides aminés débute par l'érythrose-4-phosphate (E4P) et le phosphoénolpyruvate (PEP), deux molécules qui sont également des intermédiaires importants dans les voies métaboliques. La famille des sérines comprend la sérine (Ser), la glycine (Gly) et la cystéine (Cys). La synthèse des acides aminés de cette famille débute par la sérine, qui est le point de ramification de nombreuses voies de biosynthèse. Le groupe des alanines comprend l'alanine (Ala), la valine (Val) et la leucine (Leu). Bien que ces acides aminés appartiennent à des familles différentes, leurs réactions de synthèse sont similaires, et ces réactions sont généralement catalysées par la même classe d'enzymes.

L'isoleucine, la valine et la leucine, bien qu'appartenant à des familles différentes, présentent des réactions similaires catalysées par la même enzyme. La conversion de la sérine en cystéine est la principale réaction de réduction assimilative des sulfates. La biosynthèse du groupe d'acides aminés aromatiques a été initiée par l'érythrose-4-P et le PEP. La biosynthèse de l'histidine est particulière, et sa structure carbonée est dérivée du phosphoribose pyrophosphate (PRPP). Deux C du ribose du PRPP servent à la formation du cycle imidazole à 5 cha?nons, et les autres à la création de la cha?ne latérale 3C. La biosynthèse des acides aminés joue un r?le clé dans la fermentation industrielle. Ils sont non seulement un élément fondamental de la croissance microbienne et de l'activité métabolique, mais aussi une matière première essentielle pour de nombreux produits fermentés. La production d'acides aminés par fermentation microbienne permet une production efficace et économique tout en réduisant la pollution environnementale, un élément crucial pour les industries agroalimentaire, animale, pharmaceutique et autres.

De plus, la biosynthèse des acides aminés a favorisé le développement de la biologie synthétique et de l'ingénierie métabolique, permettant la production d'acides aminés spécifiques et de leurs dérivés par des micro-organismes. Cela améliore non seulement l'efficacité de la production, mais offre également une plateforme pour le développement de nouveaux produits biotechnologiques et élargit encore le champ d'application de la fermentation industrielle.