Qu'est-ce qu'une voie de biosynthèse?
Une voie de biosynthèse, ou voie de biosynthèse, est une description des étapes des réactions chimiques qui se produisent lorsqu'un organisme vivant crée une nouvelle molécule complexe à partir de précurseurs plus simples et plus petits. Le mot "biosynthèse" provient de deux mots fondamentaux: "bio", qui indique que la réaction a lieu dans un organisme vivant et non dans un laboratoire; et "synthèse", ce qui indique que des matières premières simples sont combinées pour former des produits plus gros. Une voie de biosynthèse est un résumé de ces réactions chimiques, décomposées à chaque étape. Pour décrire complètement une voie, des informations pertinentes supplémentaires sont souvent incluses, telles que les enzymes, les coenzymes et les cofacteurs utilisés dans chaque réaction.
Toutes les molécules utilisées par un organisme vivant ne doivent pas nécessairement être synthétisées directement par l'organisme lui-même. Souvent, ces molécules nécessaires sont plutôt obtenues à partir des environnements. Les humains, par exemple, sont incapables de synthétiser des acides aminés essentiels tels que la lysine; ces nutriments proviennent plutôt d'aliments riches en protéines, tels que les haricots et les noix. En général, les cellules ne synthétisent que les molécules rares ou difficiles à obtenir à partir de leur environnement.
Une voie de biosynthèse commence souvent par une molécule précurseur facilement disponible qui est similaire au produit. La cellule combine ensuite ce précurseur avec d'autres petites molécules, modifiant chimiquement le produit en cours de route. A chaque étape, le substrat ressemblera progressivement au produit final. Une voie de biosynthèse en plusieurs étapes peut comporter des dizaines d'étapes, subissant une modification constante par des enzymes jusqu'à la formation du composé final.
L'étude de la biosynthèse peut fournir de nombreuses informations pratiques sur les traitements de maladies humaines. Comprendre la chimie du corps humain aide clairement lorsqu'une maladie résulte d'un dysfonctionnement de la biosynthèse. Cependant, il peut arriver que l’étude des voies de biosynthèse d’autres organismes donne également des indications précieuses pour la mise au point de nouveaux médicaments.
De nombreux chercheurs se sont penchés sur la biosynthèse des plantes, en particulier sur les produits naturels. Les extraits de certaines plantes peuvent avoir de puissants effets pharmacologiques qui peuvent être utilisés pour créer de nouveaux médicaments puissants. Par exemple, la digitale, un composé actif extrait de la digitale commune, a été utilisée pour traiter les maladies cardiaques. En acquérant une compréhension de la voie de biosynthèse d'un produit naturel, les chimistes peuvent mieux comprendre comment le médicament est synthétisé et éventuellement imiter sa synthèse en laboratoire. En fin de compte, les biologistes aimeraient pouvoir cloner ces gènes pour produire des organismes transgéniques, qui seraient conçus pour produire des produits naturels à une concentration et une pureté supérieures à une fraction du prix.
Les voies de biosynthèse ont été élucidées pour de nombreuses molécules courantes telles que les acides gras, les acides aminés et les nucléotides. De nombreuses voies, cependant, restent à découvrir. Les médicaments du futur trouveront peut-être leur origine dans les voies de biosynthèse qui sont étudiées aujourd'hui.