A fumársav közvetlen besajtolása
Az egyik aszpartikus dikarbonsav aminosav szintézise ammóniával közvetlenül a fumársavhoz adható.
Az aszpartát-ammónia-liáz enzimet, amely katalizálja ezt a reakciót, baktériumokból izolálódik, egy Ca2 + által aktivált metalloprotein. A magasabb növényeknél az enzim aktivitása alacsony, lóherben, borsóban és más növényekben található.
Az esszenciális aminosavak szintézise
A nagyobb növények képesek a fehérjeszintézishez szükséges összes aminosav szintetizálására, és erre a célra a megfelelő -keto-savakat, valamint ammóniát vagy nitrátokat használhatják nitrogénforrásként. Az állatok és az emberek szervezete nem szintetizálja az összes szükséges aminosavat. Nem által szintetizált csak 10 a 20 szükséges, vagy esszenciális aminosavak: valin, leucin, izoleucin, treonin, metionin, fenil-alanin, triptofán, lizin, arginin, hisztidin.
Ezeknek az aminosavaknak az állatok és az emberek szervezetének növekedésére és fejlődésére való helyettesíthetőségét a megfelelő -keto-sav hiánya magyarázza, amelyből az aminálási folyamat során szintetizálhattak.
Az egyes esszenciális aminosavak bioszintézisének sajátosságai vannak; sokkal bonyolultabb, mint a cserélhető aminosavak bioszintézise.
Mivel az egyes esszenciális aminosavak szintézisének sajátos sajátossága van, bizonyos általános rendelkezésekre korlátozódunk. Így a lizin, a treonin és a metionin három esszenciális aminosavát növényekben és mikroorganizmusokban szintetizálják aszparaginsavból.
Az izoleucin a treonin esszenciális aminosavából származó baktériumokból képződik. A fenilalanin növények többfokozatú szintézisét eritrosz-4-foszfátból és foszfopiruvátból hajtjuk végre; az utolsó előtti szakaszokban az aminocsoport a glutaminsavból származik. A hisztidin bioszintézisét, a gyermekek nélkülözhetetlen aminosavát baktériumokban és gombákban tanulmányozták. Az utolsó lépés a transzaminációs reakció, a glutaminsav pedig az aminocsoport donor szerepét is játssza. Nem vizsgálták a hisztidin bioszintézisének útját a magasabb rendű növényeknél. A fehérjék bioszintézisére a felcserélhető és pótolhatatlan aminosavakat használják.
A fehérje bioszintézise
A fehér bioszintézis mechanizmusának felfedezése a modern biokémia egyik legfontosabb és legérdekesebb problémája. Hozzávetődő számítások azt mutatják, hogy egy élő sejt több ezer különböző fehérjét tartalmaz, és az egész szervezetnek több tízezer egyedi fehérjemolekulát kell szintetizálnia.
Hogyan alakul ki tehát ilyen nagyszámú különböző fehérje a sejtben kis mennyiségű aminosav, és pontosan abban az időben és a szükséges mennyiségben? És hogyan vannak a fehérjék specifikus tulajdonságai generációról generációra? Az ilyen kérdések aggodalomra adnak okot a tudósok számára a világ minden tájáról. Az öröklődés átadásának alapjául szolgáló komplex életfolyamatok mechanizmusa csak az elmúlt 60 év során merült fel.
A fehérje bioszintézisének folyamata általánosnak bizonyult a Föld minden élőlényén - a legegyszerűbb baktériumsejtektől a magasabb növények, állatok és emberek felé. A sejtben lévő fehérje szintézise két olyan alapelvre épül, amelyek az élő rendszerekre jellemzőek, amelyek megkülönböztetik a biológiai rendszereket az élettelen természetből, a mátrix elvét és a komplementaritás elvét.
A mátrix elv szerint az interakció nem fordul elő olyan molekulák között, amelyek a rendszerben kaotikus mozgásban vannak, hanem a térben szervezett fix molekulák és rendszerek között.
Az egyik ilyen anyag szükségszerűen polimer, míg a másik lehet polimer vagy monomer. A mátrix szintézise alapvető minden olyan esetben, amikor az újonnan szintetizált biopolimerben előre meghatározott monomerek sorozatát kell biztosítani.
A mátrixszintézis elve a komplementaritás elvén keresztül valósul meg. Ez a komplementaritás teszi lehetővé a mátrix "kiválaszthatja a szükséges monomert, és helyezze a helyére a mátrixon."
Ennek eredményeként a kemény munka sok tudós lett telepítve a főszerepet bioszintézisének nukleinsavak és a fehérjék a mátrix mutatja szerepét az RNS a folyamat, amely lehetővé tette Crick, hogy dolgozzon ki álláspontot a genetikai információ átadását a sejtben.
A mátrix fehérje bioszintézisének szekvenciája három fő lépést tartalmaz.
1) DNS-replikáció - DNS-másolatok bioszintézise templátként már létező DNS-molekulák alkalmazásával.
2) transzkripció - az RNS bioszintézise (bármely tRNS, mRNS, rRNS) a DNS-templáton. Az RNS-molekula nukleotidszekvenciája komplementer a DNS-molekula bizonyos helyén (génnel).
3) Fordítás - fehérjemolekulák polipeptidláncainak bioszintézise, amelynek aminosavszekvenciáját az mRNS nukleotidszekvenciája határozza meg tRNS és rRNS részvételével. Az MRNA mint sablon használható.