Put biosinteze aminokiselina ne samo da igra klju?nu ulogu u ?ivotnim aktivnostima, ve? tako?er promi?e razvoj u?inkovite i ekolo?ki prihvatljive proizvodnje aminokiselina i sintetske biologije u industrijskoj fermentaciji. Proteini su temelj ?ivota i igraju razli?ite uloge u stanicama, od strukturne potpore do kataliziranja kemijskih reakcija. Svi proteini sastoje se od 20 razli?itih aminokiselina koje se proizvode unutar stanica kroz slo?ene procese biosinteze. Otkri?e 20 aminokiselina trajalo je gotovo cijelo stolje?e, po?ev?i s prvom izolacijom glicina od strane francuskog kemi?ara H. Braconnota 1820. godine, a zavr?avaju?i s otkri?em treonina od strane W. Rosea 1935. godine. Otkri?e ovih aminokiselina uklju?ivalo je mnoge znanstvenike ?iji su radovi ne samo otkrili strukturu i svojstva aminokiselina, nego su tako?er postavili temelje kasnijoj biokemiji i istra?ivanje molekularne biologije. Biosinteza aminokiselina glavni je sadr?aj metabolizma mikrobnog sastava. Ovaj ?e vas ?lanak provesti kroz na?in na koji se te aminokiseline sintetiziraju iz jednostavnijih molekula i kako se klasificiraju. Biosinteza svih aminokiselina sintetizira se putem grananja koriste?i intermedijere sredi?njih metaboli?kih putova kao prekursore. Prema vrsti po?etnog prekursora, biosinteza aminokiselina mo?e se podijeliti u 5 skupina: Glutamatne skupine, uklju?uju?i glutamat (Glu), glutamin (Gln), prolin (Pro) i arginin (Arg). Sinteza ovih aminokiselina po?inje s glutamatom, klju?nom molekulom u sredi?njem metaboli?kom putu. Obitelj aspartata uklju?uje aspartat (Asp), aspartamid (Asn), lizin (Lys), treonin (Thr), metionin (Met) i izoleucin (Ile). Sinteza aminokiselina ove obitelji zapo?inje asparaginskom kiselinom, koja je tako?er produkt sredi?njih metaboli?kih putova. Obitelj aromatskih aminokiselina, uklju?uju?i fenilalanin (Phe), tirozin (Tyr) i triptofan (Trp). Sinteza ovih aminokiselina po?inje s eritrosis-4-fosfatom (E4P) i fosfoenolpiruvatom (PEP), dvjema molekulama koje su tako?er va?ni intermedijeri u metaboli?kim putevima. Obitelj serina uklju?uje serin (Ser), glicin (Gly) i cistein (Cys). Sinteza aminokiselina ove obitelji zapo?inje serinom, koji je to?ka grananja mnogih biosintetskih putova. Skupina alanina uklju?uje alanin (Ala), valin (Val) i leucin (Leu). Iako ove aminokiseline pripadaju razli?itim obiteljima, imaju sli?ne reakcije tijekom sinteze, a te reakcije obi?no katalizira ista klasa enzima.

Izoleucin, valin i leucin, iako pripadaju razli?itim obiteljima, imaju sli?ne reakcije koje katalizira isti enzim. Pretvorba serina u cistein glavna je reakcija asimilacijske redukcije sulfata. Biosinteza skupine aromatskih aminokiselina pokrenuta je eritrozom-4-P i PEP-om. Biosinteza histidina je posebna, a njegov ugljikov okvir je izveden iz fosforiboza pirofosfata (PRPP). Dva C u ribozi PRPP-a koriste se za izgradnju 5-?lanog imidazolskog prstena, a ostali se koriste za stvaranje 3C bo?nog lanca. Biosinteza aminokiselina ima klju?nu ulogu u industrijskoj fermentaciji. Oni nisu samo temeljna komponenta rasta mikroba i metaboli?ke aktivnosti, ve? i klju?na sirovina za mnoge fermentirane proizvode. Proizvodnja aminokiselina mikrobnom fermentacijom mo?e posti?i u?inkovitu i jeftinu proizvodnju uz smanjenje one?i??enja okoli?a, ?to je klju?no za prehrambenu, sto?nu, medicinsku i druge industrije.

Osim toga, biosinteza aminokiselina potaknula je razvoj sintetske biologije i metaboli?kog in?enjerstva, omogu?uju?i mikroorganizmima proizvodnju specifi?nih aminokiselina i njihovih derivata. Ovo ne samo da pobolj?ava u?inkovitost proizvodnje, ve? tako?er pru?a platformu za razvoj novih biotehnolo?kih proizvoda i dodatno pro?iruje raspon primjene industrijske fermentacije.