Dráha biosyntézy aminokyselín hrá nielen k?ú?ovú úlohu v ?ivotnych aktivitách, ale podporuje aj rozvoj efektívnej a ekologickej produkcie aminokyselín a syntetickej biológie v priemyselnej fermentácii. Proteíny sú základom ?ivota a hrajú v bunkách r?zne úlohy, od ?trukturálnej podpory a? po katalyzujúce chemické reakcie. V?etky proteíny sa skladajú z 20 r?znych aminokyselín, ktoré sú produkované vo vnútri buniek prostredníctvom zlo?itych procesov biosyntézy. Objav 20 aminokyselín trval takmer storo?ie, po?núc prvou izoláciou glycínu francúzskym chemikom H. Braconnotom v roku 1820 a kon?iac objavom treonínu W. Roseom v roku 1935. Na objave tychto aminokyselín sa podie?alo mnoho vedcov, ktorych práca odhalila nielen ?truktúru a vlastnosti aminokyselín, ale polo?ila aj základ pre biochémiu. Biosyntéza aminokyselín je hlavnym obsahom metabolizmu mikrobiálneho zlo?enia. Tento ?lánok vás prevedie tym, ako sa tieto aminokyseliny syntetizujú z jednoduch?ích molekúl a ako sú klasifikované. Biosyntéza v?etkych aminokyselín je syntetizovaná vetviacimi dráhami s pou?itím medziproduktov centrálnych metabolickych dráh ako prekurzorov. Pod?a typu vychodiskového prekurzora mo?no biosyntézu aminokyselín rozdeli? do 5 skupín: Glutamátové skupiny vrátane glutamátu (Glu), glutamínu (Gln), prolínu (Pro) a arginínu (Arg). Syntéza tychto aminokyselín za?ína glutamátom, k?ú?ovou molekulou v centrálnej metabolickej dráhe. Skupina aspartátov zah?ňa aspartát (Asp), aspartamid (Asn), lyzín (Lys), treonín (Thr), metionín (Met) a izoleucín (Ile). Syntéza aminokyselín tejto rodiny za?ína kyselinou asparágovou, ktorá je tie? produktom centrálnych metabolickych dráh. Skupina aromatickych aminokyselín, vrátane fenylalanínu (Phe), tyrozínu (Tyr) a tryptofánu (Trp). Syntéza tychto aminokyselín za?ína erytrózou-4-fosfátom (E4P) a fosfoenolpyruvátom (PEP), dvoma molekulami, ktoré sú tie? d?le?itymi medziproduktmi v metabolickych dráhach. Rodina serínov zah?ňa serín (Ser), glycín (Gly) a cysteín (Cys). Syntéza aminokyselín tejto rodiny za?ína serínom, ktory je bodom vetvenia mnohych biosyntetickych dráh. Skupina alanínov zah?ňa alanín (Ala), valín (Val) a leucín (Leu). Hoci tieto aminokyseliny patria do r?znych rodín, po?as syntézy majú podobné reakcie a tieto reakcie sú zvy?ajne katalyzované rovnakou triedou enzymov.

Izoleucín, valín a leucín, hoci patria do r?znych rodín, majú podobné reakcie katalyzované rovnakym enzymom. Konverzia serínu na cysteín je hlavnou reakciou asimila?nej redukcie sulfátu. Biosyntéza skupiny aromatickych aminokyselín bola iniciovaná erytrózou-4-P a PEP. Biosyntéza histidínu je ?peciálna a jeho uhlíkovy rám je odvodeny od fosforibo-pyrofosfátu (PRPP). Dva C v ribóze PRPP sa pou?ívajú na vytvorenie 5-?lenného imidazolového kruhu a zvy?ok sa pou?íva na vytvorenie bo?ného re?azca 3C. Biosyntéza aminokyselín hrá k?ú?ovú úlohu v priemyselnej fermentácii. Sú nielen základnou zlo?kou mikrobiálneho rastu a metabolickej aktivity, ale aj k?ú?ovou surovinou pre mnohé fermentované produkty. Produkciou aminokyselín mikrobiálnou fermentáciou mo?no dosiahnu? efektívnu a lacnú produkciu pri sú?asnom zní?ení zne?istenia ?ivotného prostredia, ktoré je k?ú?ové pre potravinársky, krmivársky, medicínsky a iny priemysel.

Okrem toho biosyntéza aminokyselín podporila rozvoj syntetickej biológie a metabolického in?inierstva, ?o umo?ňuje produkciu ?pecifickych aminokyselín a ich derivátov pomocou mikroorganizmov. To nielen zlep?uje efektivitu vyroby, ale poskytuje aj platformu pre vyvoj novych biotechnologickych produktov a ?alej roz?iruje rozsah pou?itia priemyselnej fermentácie.