Što je put biosinteze?

Put biosinteze, ili biosintetski put, opis je koraka kemijskih reakcija koje se događaju kada živi organizam stvori novu složenu molekulu od jednostavnijih, manjih prekursora. Riječ “biosinteza” dolazi od dvije korijenske riječi: “bio”, što ukazuje da se reakcija odvija unutar živog organizma, a ne unutar laboratorija; i “sinteza”, što ukazuje da se jednostavni početni materijali kombiniraju kako bi se formirali veći proizvodi. Put biosinteze je sažetak ovih kemijskih reakcija, raščlanjen prema svakom koraku. Da bi se u potpunosti opisao put, često su uključene dodatne relevantne informacije, poput toga koji se enzimi, koenzimi i kofaktori koriste u svakoj reakciji.

Ne moraju sve molekule koje koristi živi organizam biti izravno sintetizirane od strane samog organizma. Često se te potrebne molekule umjesto toga dobivaju iz okoline. Ljudi, na primjer, nisu u stanju sintetizirati esencijalne aminokiseline kao što je lizin; ovi hranjivi sastojci umjesto toga dolaze iz hrane bogate proteinima kao što su grah i orašasti plodovi. Stanice općenito sintetiziraju samo one molekule koje su ili rijetke ili se ne mogu lako dobiti iz okoline.

Put biosinteze često počinje s lako dostupnom molekulom prekursora koja je slična proizvodu. Stanica zatim kombinira ovaj prekursor s drugim malim molekulama, kemijski modificirajući proizvod na putu. U svakom koraku, supstrat će postupno nalikovati konačnom proizvodu. Put biosinteze u više koraka može imati desetke koraka na putu, prolazeći kroz stalnu modifikaciju enzima dok se ne formira konačni spoj.

Proučavanje biosinteze može donijeti mnoge praktične uvide u lijekove za ljudske bolesti. Razumijevanje kemije ljudskog tijela jasno pomaže kada je bolest rezultat neispravne biosinteze. Ponekad, međutim, proučavanje biosintetskih puteva drugih organizama može također otkriti vrijedne tragove za razvoj novih lijekova.

Mnogi su istraživači svoju pozornost usmjerili na proučavanje biosinteze biljaka, posebno u pogledu prirodnih proizvoda. Ekstrakti iz određenih biljaka mogu imati snažne farmakološke učinke koji se mogu koristiti u stvaranju novih snažnih lijekova. Na primjer, digitalis, aktivni spoj ekstrahiran iz obične lisičarke, koristi se za liječenje srčanih bolesti. Stjecanjem razumijevanja puta biosinteze prirodnog proizvoda, kemičari mogu steći uvid u to kako se lijek sintetizira i potencijalno oponašati njegovu sintezu u laboratoriju. U konačnici, biolozi bi željeli moći klonirati te gene kako bi proizveli transgene organizme, koji bi bili konstruirani za proizvodnju prirodnih proizvoda u većoj koncentraciji i čistoći uz djelić cijene.

Biosintetski putovi su razjašnjeni za mnoge uobičajene molekule kao što su masne kiseline, aminokiseline i nukleotidi. Mnogi putovi, međutim, tek trebaju biti otkriveni. Možda će lijekovi budućnosti pronaći svoje podrijetlo u putovima biosinteze koji se danas istražuju.