Vad är en biosyntesväg?
En biosyntesväg, eller biosyntetisk väg, är en beskrivning av stegen i de kemiska reaktionerna som uppstår när en levande organisme skapar en ny komplex molekyl av enklare, mindre föregångare. Ordet "biosyntes" kommer från två rotord: "Bio", vilket indikerar att reaktionen äger rum inom en levande organisme i motsats till inom ett laboratorium; och "syntes", vilket indikerar att enkla utgångsmaterial kombineras för att bilda större produkter. En biosyntesväg är en sammanfattning av dessa kemiska reaktioner, uppdelade av varje steg. För att beskriva en väg fullständigt ingår ofta extra relevant information, såsom vilka enzymer, koenzymer och kofaktorer används i varje reaktion.
Inte alla molekyler som används av en levande organisme måste direkt syntetiseras av själva organmen. Ofta erhålls dessa nödvändiga molekyler istället från omgivningen. Människor kan till exempel inte syntetisera essentiella aminosyror som lysin; Dessa näringsämnen kommer istället från proteinrik mat som bönor och trädnötter. Celler syntetiserar i allmänhet endast de molekyler som antingen är knappa eller inte lätt erhållna från sin miljö.
En biosyntesväg börjar ofta med en lättillgänglig föregångsmolekyl som liknar produkten. Cellen kombinerar sedan denna föregångare med andra små molekyler, och kemiskt modifierar produkten på vägen. Vid varje steg kommer substratet gradvis att likna slutprodukten. En biosyntesväg med flera steg kan ha dussintals steg längs vägen, genomgått konstant modifiering av enzymer tills den slutliga föreningen bildas.
Att studera biosyntes kan ge många praktiska insikter i botemedel för mänskliga sjukdomar. Att förstå människokroppens kemi hjälper tydligt när en sjukdom är resultatet av felaktiga biosyntes. Ibland studerar emellertid bioenSyntetiska vägar för andra organismer kan också dyka upp värdefulla ledtrådar för att utveckla nya läkemedel också.
Många forskare har riktat uppmärksamheten på att studera biosyntesen av växter, särskilt när det gäller naturliga produkter. Extrakt från vissa växter kan ha kraftfulla farmakologiska effekter som kan användas för att skapa kraftfulla nya läkemedel. Till exempel har Digitalis, en aktiv förening extraherad från den vanliga Foxglove, använts för att behandla hjärtsjukdomar. Genom att få en förståelse för biosyntesvägen för en naturlig produkt kan kemister få insikt i hur läkemedlet syntetiseras och potentiellt efterlikna sin syntes i laboratoriet. I slutändan skulle biologer vilja klona dessa gener för att producera transgena organismer, som skulle konstrueras för att producera naturliga produkter i större koncentration och renhet till en bråkdel av priset.
Biosyntetiska vägar har klargjorts för många vanliga molekyler såsom fettsyror, aminosyror och nuklerEotides. Många vägar har dock ännu inte upptäckts. Kanske kommer framtidens läkemedel att hitta sitt ursprung i de biosyntetiska vägarna som undersöks idag.