главная > справочник > химическая энциклопедия:

Биосинтез

Биосинтез (от греч. bios - жизнь и synthesis - соединение), образование в живых клетках необходимых организму веществ из простых низкомолекулярных неорганических и (или) органических соединений. Биосинтез, в результате которого происходит превращение неорганических соединений, поступающих из окружающей среды, например СО₂ при фотосинтезе. N₂ при азотфиксации в сравнительно простые вещества, называют ассимиляцией. Образующиеся в результате этого процесса вещества используются для биосинтеза более сложных молекул, например витаминов, гормонов, липидов, алкалоидов и биополимеров - белков, нуклеиновых кислот и полисахаридов. Подавляющее большинство организмов синтезирует все необходимые для их жизнедеятельности продукты. Исключение - некоторые животные и человек, организм которых, например, не синтезирует ряд витаминов и аминокислот. Такие вещества они должны потреблять из внешних источников.

Характер биосинтеза определяется наследственной информацией, закодированной в генетическом аппарате организма. Все реакции в клетке катализируются специфическими биокатализаторами - ферментами. Благодаря особым механизмам регуляции они обеспечивают строгую направленность биосинтез Важная особенность ферментативного катализа - стереоспецифичность, которая обусловливает образование только определенных стереоизомеров. Многие вещества синтезируются в результате не одной, а нескольких последовательных реакций, катализируемых различными ферментами или многоферментными комплексами. Такие реакции составляют путь биосинтез того или иного вещества. Во многих случаях родственные соединения синтезируются из одних и тех же исходных веществ - предшественников, например все стероидные гормоны образуются из холестерина.

Биосинтез осуществляется с затратой энергии. Ее источником служат соединения, содержащие высокоэнергетические связи, например аденозинтрифосфат. Первичным источником энергии, обеспечивающим существование на Земле всех организмов за исключением некоторых бактерий, служит энергия солнечного излучения, аккумулируемая зелеными растениями.

Изучение биосинтез позволяет устанавливать закономерности обмена веществ в организмах и представляет большой практический интерес для разработки технологии микробиологического производства ферментов, антибиотиков, витаминов и др.