Con đường sinh tổng hợp là gì?

Một con đường sinh tổng hợp, hay con đường sinh tổng hợp, là một mô tả về các bước của các phản ứng hóa học xảy ra khi một sinh vật sống tạo ra một phân tử phức tạp mới ra khỏi các tiền chất đơn giản hơn, nhỏ hơn.Từ sinh tổng hợp từ hai từ gốc: Bio, chỉ ra rằng phản ứng đang diễn ra trong một sinh vật sống trái ngược với trong phòng thí nghiệm;và tổng hợp, chỉ ra rằng các vật liệu khởi đầu đơn giản đang được kết hợp để tạo thành các sản phẩm lớn hơn.Một con đường sinh tổng hợp là một bản tóm tắt các phản ứng hóa học này, bị phá vỡ bởi mỗi bước.Để mô tả một con đường hoàn toàn, thông tin liên quan thêm thường được đưa vào, chẳng hạn như enzyme, coenzyme và cofactors được sử dụng trong mỗi phản ứng. Không phải tất cả các phân tử được sử dụng bởi một sinh vật sống cần phải được tổng hợp trực tiếp bởi chính sinh vật.Thông thường, các phân tử cần thiết này thay vào đó được lấy từ môi trường xung quanh.Con người, ví dụ, không thể tổng hợp các axit amin thiết yếu như lysine;Những chất dinh dưỡng này thay vào đó đến từ thực phẩm giàu protein như đậu và hạt cây.Các tế bào thường chỉ tổng hợp những phân tử khan hiếm hoặc không thu được từ môi trường của chúng. Một con đường sinh tổng hợp thường bắt đầu với một phân tử tiền chất có sẵn tương tự như sản phẩm.Tế bào sau đó kết hợp tiền thân này với các phân tử nhỏ khác, sửa đổi về mặt hóa học sản phẩm trên đường đi.Ở mỗi bước, chất nền sẽ dần dần giống với sản phẩm cuối cùng.Một con đường sinh tổng hợp nhiều bước có thể có hàng tá bước trên đường đi, trải qua sửa đổi liên tục bằng các enzyme cho đến khi hợp chất cuối cùng được hình thành.

Nghiên cứu sinh tổng hợp có thể mang lại nhiều hiểu biết thực tế về phương pháp chữa bệnh cho người.Hiểu được hóa học của cơ thể con người rõ ràng giúp ích khi một căn bệnh là kết quả của việc sinh tổng hợp trục trặc.Tuy nhiên, đôi khi, nghiên cứu các con đường sinh tổng hợp của các sinh vật khác có thể tạo ra manh mối có giá trị để phát triển các loại thuốc mới. Nhiều nhà nghiên cứu đã chuyển sự chú ý của họ sang nghiên cứu sinh tổng hợp thực vật, đặc biệt là liên quan đến các sản phẩm tự nhiên.Chiết xuất từ một số nhà máy có thể có tác dụng dược lý mạnh mẽ có thể được sử dụng để tạo ra các loại thuốc mới mạnh mẽ.Ví dụ, Digitalis, một hợp chất hoạt động được chiết xuất từ Foxglove thông thường, đã được sử dụng để điều trị bệnh tim.Bằng cách hiểu được con đường sinh tổng hợp của một sản phẩm tự nhiên, các nhà hóa học có thể hiểu rõ hơn về cách thuốc được tổng hợp và có khả năng bắt chước tổng hợp của nó trong phòng thí nghiệm.Cuối cùng, các nhà sinh học muốn có thể sao chép các gen này để tạo ra các sinh vật biến đổi gen, sẽ được thiết kế để sản xuất các sản phẩm tự nhiên với nồng độ và độ tinh khiết lớn hơn ở một phần của giá cả.Axit béo, axit amin và nucleotide.Nhiều con đường, tuy nhiên, vẫn chưa được khám phá.Có lẽ các loại thuốc của tương lai sẽ tìm thấy nguồn gốc của chúng trong các con đường sinh tổng hợp đang được nghiên cứu ngày hôm nay.