Pot biosinteze aminokislin nima le klju?ne vloge v ?ivljenjskih aktivnostih, ampak tudi spodbuja razvoj u?inkovite in okolju prijazne proizvodnje aminokislin in sinteti?ne biologije v industrijski fermentaciji. Beljakovine so temelj ?ivljenja in v celicah igrajo razli?ne vloge, od strukturne podpore do kataliziranja kemi?nih reakcij. Vse beljakovine so sestavljene iz 20 razli?nih aminokislin, ki nastajajo v celicah s kompleksnimi procesi biosinteze. Odkritje 20 aminokislin je trajalo skoraj stoletje, za?en?i s prvo izolacijo glicina s strani francoskega kemika H. Braconnota leta 1820 in kon?ano z odkritjem treonina s strani W. Rose leta 1935. Odkritje teh aminokislin je vklju?evalo veliko znanstvenikov, katerih delo ni le razkrilo strukture in lastnosti aminokislin, postavilo je tudi temelje kasnej?i biokemiji. in raziskave molekularne biologije. Biosinteza aminokislin je glavna vsebina metabolizma mikrobne sestave. Ta ?lanek vas bo popeljal skozi to, kako se te aminokisline sintetizirajo iz enostavnej?ih molekul in kako so razvr??ene. Biosinteza vseh aminokislin se sintetizira po razvejanih poteh z uporabo intermediatov centralnih presnovnih poti kot predhodnikov. Glede na vrsto za?etnega prekurzorja lahko biosintezo aminokislin razdelimo v 5 skupin: skupine glutamata, vklju?no z glutamatom (Glu), glutaminom (Gln), prolinom (Pro) in argininom (Arg). Sinteza teh aminokislin se za?ne z glutamatom, klju?no molekulo v osrednji presnovni poti. Dru?ina aspartatov vklju?uje aspartat (Asp), aspartamid (Asn), lizin (Lys), treonin (Thr), metionin (Met) in izolevcin (Ile). Sinteza aminokislin te dru?ine se za?ne z asparaginsko kislino, ki je prav tako produkt centralnih presnovnih poti. Dru?ina aromati?nih aminokislin, vklju?no s fenilalaninom (Phe), tirozinom (Tyr) in triptofanom (Trp). Sinteza teh aminokislin se za?ne z eritrozo-4-fosfatom (E4P) in fosfoenolpiruvatom (PEP), dvema molekulama, ki sta prav tako pomembna intermediata v presnovnih poteh. Dru?ina serinov vklju?uje serin (Ser), glicin (Gly) in cistein (Cys). Sinteza aminokislin te dru?ine se za?ne s serinom, ki je razvejna to?ka ?tevilnih biosintetskih poti. Skupina alanina vklju?uje alanin (Ala), valin (Val) in levcin (Leu). ?eprav te aminokisline pripadajo razli?nim dru?inam, imajo podobne reakcije med sintezo in te reakcije obi?ajno katalizira isti razred encimov.

?eprav izolevcin, valin in levcin pripadajo razli?nim dru?inam, imajo podobne reakcije, ki jih katalizira isti encim. Pretvorba serina v cistein je glavna reakcija asimilacijske redukcije sulfata. Biosintezo skupine aromatskih aminokislin sta spro?ila eritroza-4-P in PEP. Biosinteza histidina je posebna, njegov ogljikov okvir pa izhaja iz fosforibozo pirofosfata (PRPP). Dva C v ribozi PRPP se uporabljata za izgradnjo 5-?lenskega imidazolnega obro?a, ostali pa se uporabljajo za ustvarjanje stranske verige 3C. Biosinteza aminokislin igra klju?no vlogo pri industrijski fermentaciji. Niso le temeljna sestavina mikrobne rasti in presnovne aktivnosti, ampak tudi klju?na surovina za ?tevilne fermentirane izdelke. Proizvodnja aminokislin z mikrobno fermentacijo lahko dose?e u?inkovito in poceni proizvodnjo, hkrati pa zmanj?a onesna?evanje okolja, kar je klju?nega pomena za ?ivilsko, krmno, medicinsko in druge industrije.

Poleg tega je biosinteza aminokislin spodbudila razvoj sintezne biologije in presnovnega in?eniringa, kar je omogo?ilo mikroorganizmom proizvodnjo specifi?nih aminokislin in njihovih derivatov. To ne le izbolj?a u?inkovitost proizvodnje, ampak tudi zagotavlja platformo za razvoj novih biotehnolo?kih izdelkov in dodatno ?iri obseg uporabe industrijske fermentacije.