Co je cesta biosyntézy?

Biosyntetická cesta nebo biosyntetická cesta je popis kroků chemických reakcí, ke kterým dochází, když živý organismus vytvoří novou komplexní molekulu z jednodušších menších prekurzorů. Slovo "biosyntéza" pochází ze dvou kořenových slov: "bio", což znamená, že reakce probíhá v živém organismu na rozdíl od laboratoře; a „syntéza“, což ukazuje, že jednoduché výchozí materiály se kombinují za vzniku větších produktů. Biosyntetická cesta je souhrnem těchto chemických reakcí, rozdělených podle jednotlivých kroků. K úplnému popisu cesty jsou často zahrnuty další relevantní informace, například o tom, které enzymy, koenzymy a kofaktory jsou použity v každé reakci.

Ne všechny molekuly používané živým organismem musí být přímo syntetizovány samotným organismem. Tyto nezbytné molekuly se často získávají z okolí. Lidé například nejsou schopni syntetizovat esenciální aminokyseliny, jako je lysin; tyto živiny místo toho pocházejí z potravin bohatých na proteiny, jako jsou fazole a ořechy. Buňky obecně syntetizují pouze ty molekuly, které jsou buď vzácné nebo nejsou snadno získány z jejich prostředí.

Biosyntetická cesta často začíná snadno dostupnou prekurzorovou molekulou, která je podobná produktu. Buňka pak kombinuje tento prekurzor s jinými malými molekulami a chemicky modifikuje produkt podél cesty. V každém kroku se substrát bude postupně podobat finálnímu produktu. Vícestupňová biosyntetická cesta může mít desítky kroků podél cesty a podléhat neustálé modifikaci enzymy, dokud se nevytvoří konečná sloučenina.

Studium biosyntézy může přinést mnoho praktických pohledů na léčbu lidských nemocí. Porozumění chemii lidského těla jasně pomáhá, když je nemoc způsobena nesprávnou biosyntézou. Někdy však studium biosyntetických drah jiných organismů může vyvinout cenné vodítka pro vývoj nových léků.

Mnoho vědců se zaměřilo na studium biosyntézy rostlin, zejména pokud jde o přírodní produkty. Výtažky z určitých rostlin mohou mít silné farmakologické účinky, které lze použít při vytváření nových účinných léků. Například digitalis, účinná látka extrahovaná z běžných lišek, se používá k léčbě srdečních chorob. Získáním pochopení biosyntetické dráhy přírodního produktu mohou chemici získat přehled o tom, jak je léčivo syntetizováno a potenciálně napodobovat jeho syntézu v laboratoři. Nakonec by biologové chtěli být schopni tyto klony klonovat, aby produkovali transgenní organismy, které by byly konstruovány tak, aby produkovaly přírodní produkty ve vyšší koncentraci a čistotě za zlomek ceny.

Biosyntetické dráhy byly objasněny pro mnoho běžných molekul, jako jsou mastné kyseliny, aminokyseliny a nukleotidy. Mnoho cest však musí být dosud objeveno. Možná léky budoucnosti najdou svůj původ v biosyntetických drahách, které jsou dnes zkoumány.