アミノ酸生合成経路は、生命活動(dòng)において重要な役割を果たすだけでなく、効率的で環(huán)境に優(yōu)しいアミノ酸生産や、工業(yè)発酵における合成生物學(xué)の発展を促進(jìn)します。タンパク質(zhì)は生命の基盤であり、細(xì)胞內(nèi)で構(gòu)造的支持から化學(xué)反応の觸媒まで、様々な役割を果たします。すべてのタンパク質(zhì)は、複雑な生合成プロセスを経て細(xì)胞內(nèi)で生成される20種類のアミノ酸で構(gòu)成されています。20種類のアミノ酸の発見は、1820年にフランスの化學(xué)者H. Braconnotによるグリシンの最初の単離から始まり、1935年にW. Roseによるトレオニンの発見で終わり、ほぼ1世紀(jì)にわたりました。これらのアミノ酸の発見には多くの科學(xué)者が関與し、その研究はアミノ酸の構(gòu)造と特性を明らかにしただけでなく、後の生化學(xué)および分子生物學(xué)研究の基礎(chǔ)を築きました。アミノ酸の生合成は、微生物組成代謝の主要な內(nèi)容です。この記事では、これらのアミノ酸がより単純な分子からどのように合成され、どのように分類されるかについて説明します。すべてのアミノ酸の生合成は、中心代謝経路の中間體を前駆體とする分岐経路によって行われます。出発前駆體の種類に応じて、アミノ酸の生合成は 5 つのグループに分けられます。グルタミン酸グループには、グルタミン酸 (Glu)、グルタミン (Gln)、プロリン (Pro)、アルギニン (Arg) が含まれます。これらのアミノ酸の合成は、中心代謝経路の重要な分子であるグルタミン酸から始まります。アスパラギン酸ファミリーには、アスパラギン酸 (Asp)、アスパルタミド (Asn)、リジン (Lys)、スレオニン (Thr)、メチオニン (Met)、イソロイシン (Ile) が含まれます。このファミリーのアミノ酸合成は、やはり中心代謝経路の産物であるアスパラギン酸から始まります。芳香族アミノ酸ファミリーには、フェニルアラニン (Phe)、チロシン (Tyr)、トリプトファン (Trp) が含まれます。これらのアミノ酸の合成は、代謝経路における重要な中間體でもある、エリスロマイシン4リン酸（E4P）とホスホエノールピルビン酸（PEP）から始まります。セリンファミリーには、セリン（Ser）、グリシン（Gly）、システイン（Cys）が含まれます。このファミリーのアミノ酸合成は、多くの生合成経路の分岐點(diǎn)であるセリンから始まります。アラニングループには、アラニン（Ala）、バリン（Val）、ロイシン（Leu）が含まれます。これらのアミノ酸は異なるファミリーに屬していますが、合成中に同様の反応を起こし、通常、同じクラスの酵素によって觸媒されます。

イソロイシン、バリン、ロイシンは異なるファミリーに屬していますが、同じ酵素によって觸媒される類似の反応があります。セリンからシステインへの変換は、同化硫酸還元の主な反応です。芳香族アミノ酸群の生合成は、エリスロシス-4-PとPEPによって開始されました。ヒスチジンの生合成は特殊で、その炭素骨格はホスホリボースピロリン酸（PRPP）に由來(lái)します。PRPPのリボース中の2つのCは5員環(huán)イミダゾール環(huán)を構(gòu)築するために使用され、殘りは3C側(cè)鎖を生成するために使用されます。アミノ酸の生合成は、産業(yè)発酵において重要な役割を果たしています。アミノ酸は、微生物の増殖と代謝活動(dòng)の基本成分であるだけでなく、多くの発酵製品の重要な原料でもあります。微生物発酵によるアミノ酸の生産は、効率的で低コストの生産を?qū)g現(xiàn)すると同時(shí)に、環(huán)境汚染を軽減することができ、食品、飼料、醫(yī)薬品などの産業(yè)にとって非常に重要です。

さらに、アミノ酸の生合成は合成生物學(xué)と代謝工學(xué)の発展を促進(jìn)し、微生物による特定のアミノ酸およびその誘導(dǎo)體の生産を可能にしました。これは生産効率の向上だけでなく、新たなバイオテクノロジー製品の開発基盤を提供し、産業(yè)発酵の応用範(fàn)囲をさらに拡大します。