Il percorso di biosintesi degli amminoacidi non solo svolge un ruolo chiave nelle attività vitali, ma promuove anche lo sviluppo di una produzione di amminoacidi efficiente ed ecologica e della biologia sintetica nella fermentazione industriale. Le proteine ??sono il fondamento della vita e svolgono una varietà di ruoli nelle cellule, dal supporto strutturale alla catalizzazione delle reazioni chimiche. Tutte le proteine ??sono composte da 20 diversi amminoacidi che vengono prodotti all'interno delle cellule attraverso complessi processi di biosintesi. La scoperta di 20 amminoacidi ha attraversato quasi un secolo, iniziando con il primo isolamento della glicina da parte del chimico francese H. Braconnot nel 1820 e terminando con la scoperta della treonina da parte di W. Rose nel 1935. La scoperta di questi amminoacidi ha coinvolto molti scienziati il ??cui lavoro non solo ha rivelato la struttura e le proprietà degli amminoacidi, ma ha anche gettato le basi per la successiva ricerca in biochimica e biologia molecolare. La biosintesi degli amminoacidi è il contenuto principale del metabolismo della composizione microbica. Questo articolo vi illustrerà come questi amminoacidi vengono sintetizzati a partire da molecole più semplici e come vengono classificati. La biosintesi di tutti gli amminoacidi avviene attraverso vie ramificate che utilizzano come precursori intermedi delle vie metaboliche centrali. In base al tipo di precursore di partenza, la biosintesi degli amminoacidi può essere suddivisa in 5 gruppi: gruppi glutammatergici, che includono glutammato (Glu), glutammina (Gln), prolina (Pro) e arginina (Arg). La sintesi di questi amminoacidi inizia con il glutammato, una molecola chiave in una via metabolica centrale. La famiglia degli aspartati comprende aspartato (Asp), aspartamide (Asn), lisina (Lys), treonina (Thr), metionina (Met) e isoleucina (Ile). La sintesi degli amminoacidi di questa famiglia inizia con l'acido aspartico, anch'esso prodotto delle vie metaboliche centrali. Famiglia degli amminoacidi aromatici, che include fenilalanina (Phe), tirosina (Tyr) e triptofano (Trp). La sintesi di questi amminoacidi inizia con l'eritromicina-4-fosfato (E4P) e il fosfoenolpiruvato (PEP), due molecole che sono anche importanti intermedi nelle vie metaboliche. La famiglia delle serine comprende serina (Ser), glicina (Gly) e cisteina (Cys). La sintesi degli amminoacidi di questa famiglia inizia dalla serina, che rappresenta il punto di ramificazione di molte vie biosintetiche. Il gruppo delle alanine comprende alanina (Ala), valina (Val) e leucina (Leu). Sebbene questi amminoacidi appartengano a famiglie diverse, presentano reazioni simili durante la sintesi, solitamente catalizzate dalla stessa classe di enzimi.

Isoleucina, valina e leucina, sebbene appartenenti a famiglie diverse, hanno reazioni simili catalizzate dallo stesso enzima. La conversione della serina in cisteina è la principale reazione di riduzione assimilativa del solfato. La biosintesi del gruppo amminoacidico aromatico è stata avviata da eritrosi-4-P e PEP. La biosintesi dell'istidina è speciale e il suo gruppo carbonioso deriva dal fosforiboso pirofosfato (PRPP). Due atomi di carbonio nel ribosio del PRPP vengono utilizzati per costruire l'anello imidazolico a 5 elementi, mentre i restanti vengono utilizzati per creare la catena laterale a 3 atomi di carbonio. La biosintesi degli amminoacidi svolge un ruolo chiave nella fermentazione industriale. Non sono solo una componente fondamentale della crescita microbica e dell'attività metabolica, ma anche una materia prima essenziale per molti prodotti fermentati. La produzione di amminoacidi mediante fermentazione microbica può consentire una produzione efficiente ed economica, riducendo al contempo l'inquinamento ambientale, fattore cruciale per l'industria alimentare, dei mangimi, della medicina e altre industrie.

Inoltre, la biosintesi degli amminoacidi ha promosso lo sviluppo della biologia sintetica e dell'ingegneria metabolica, rendendo possibile la produzione di specifici amminoacidi e dei loro derivati ??da parte di microrganismi. Ciò non solo migliora l'efficienza produttiva, ma fornisce anche una piattaforma per lo sviluppo di nuovi prodotti biotecnologici e amplia ulteriormente il campo di applicazione della fermentazione industriale.