Các nhóm sinh vaơt khác nhau có khạ naíng toơng hợp aminoacid khođng giông nhau. Thực vaơt và nhieău lối vi sinh vaơt có theơ toơng hợp tât cạ những aminoacid mà chúng caăn từ ammoniac, nitrate hoaịc nitrite. Cađy boơ đaơu và moơt sô thực vaơt khác, nhờ vi khuaơn nôt saăn sông coơng sinh với heơ reê cụa chúng, có theơ sử dúng cạ nitơ phađn tử đeơ toơng hợp aminoacid. Đoơng vaơt thường chư toơng hợp được moơt sô aminoacid nhât định. Những aminoacid caăn thiêt còn lái (aminoacid khođng thay thê) caăn được tiêp nhaơn từ mođi trường qua thức aín. Aminoacid khođng thay thê đôi với người là valine, leucine, isoleucine, lysine, metionine, threonine, phenylalanine và tryptophan; trong những đieău kieơn nhât định – cạ histidine và arginine.
1.Khử nitrate và cô định nitơ.
Ammoniac là cơ chât trực tiêp đeơ toơng hợp aminoacid. Trong cơ theơ thực vaơt và vi sinh vaơt nó hình thành trong quá trình khử nitrate hoaịc cô định nitơ phađn tử.
Quá trình khử nitrate thành ammoniac được thực hieơn qua hai giai đốn chính: khử nitrate thành nitrite nhờ nitrate reductase và khử nitrite thành ammoniac nhờ nitrite reductase. Nitrate reductase là moơt flavoprotein chứa molipden, sử dúng NADP.H làm chât cho đieơn tử. Trong quá trình phạn ứng dòng đieơn tử được vaơn chuyeơn theo traơt tự :
NADP.H FAD Mo NO3-
Hốt đoơng cụa nitrite reductase caăn sự tham gia cụa feredoxin khử vôn hình thành trong giai đốn phạn ứng sáng cụa quang hợp với tư cách chât cho đieơn tử:
Feredoxin khử NAD FAD NO2-
Cô định nitơ phađn tử được thực hieơn chụ yêu nhờ Rhizobium coơng sinh với thực vaơt baơc cao. Tạo lam, Azotobacter, vi khuaơn quang hợp và moơt sô vi khuaơn sông tự do khác cũng có khạ naíng này. Quá trình cô định nitơ phađn tử được thực hieơn nhờ hydrogenase, feredoxin và hai lối
protein enzyme khác, moơt lối chứa saĩt (Fe-protein), lối kia chứa saĩt và molypden (Fe-Mo- protein). Naíng lượng caăn cho quá trình này do ATP cung câp. Sơ đoă dòng đieơn tử trong quá trình cô định nitơ có dáng khái quát như mođ tạ ở hình 11.4.
Oxide carbon ức chê quá trình này baỉng cách hướng dòng đieơn tử đên H+ đeơ khođi phúc hydro phađn tử cũng như ngaín cạn vieơc vaơn chuyeơn đieơn tử từ hydrogenase đên feredoxin.
Heơ enzyme cô định nitơ khođng đaịc hieơu đôi với N2 và có theơ khử cạ oxide nitơ, acetylene, cyanua và moơt sôchât tương tự khác.
2. Amin hóa khử.
Acid glutamic được xem là aminoacid sơ câp mà từ đó toơng hợp neđn haău như tât cạ aminoacid còn lái. Nó được hình thành trong phạn ứng amin hóa khử dưới tác dúng cụa glutamate dehydrogenase:
NH3 + α-Cetoglutarate + NADP.H + H+ L-Gllutamate + NADP+.
Có theơ nói phạn ứng này là neăn tạng đôi với quá trình sinh toơng hợp aminoacid trong mĩi cơ theơ. Nhờ phạn ứng chuyeơn amine hóa từ acid glutamic sẽ hình thái các aminoacid khác. Rieđng asparagine và glutamine được toơng hợp theo cơ chê trình bày trong múc II.3.
Alanine và acid asparaginic được toơng hợp chụ yêu baỉng cơ chê chuyeơn amine hóa, nhưng chúng cũng có theơ hình thành trong quá trình amine hóa khử. Ở thực vaơt và moơt sô vi sinh vaơt acid asparaginic còn xuât hieơn nhờ phạn ứng amin hóa acid fumaric do aspartate ammoniac lyase xúc tác:
HOOC – CH = CH – COOH + NH3 HOOC – CH2 – CHNH2 – COOH Tuy nhieđn, trong tê bào phạn ứng này chụ yêu hướng veă phía giại phóng ammoniac.
3. Toơng hợp các aminoacid thứ câp.
Toơng hợp các aminoacid thứ câp là quá trình rât phức táp, đaịc bieơt là đôi với các aminoacid khođng thay thê. Moêi aminoacid thường được toơng hợp nhờ moơt heơ thông đa enzyme hốt đoơng theo nguyeđn taĩc lieđn heơ ngược nhaỉm thực hieơn nguyeđn taĩc tiêt kieơm
vôn chi phôi mĩi hốt đoơng cụa tê bào. Nhieău tài lieơu giáo khoa veă hóa sinh hĩc có theơ giúp chúng ta tìm hieơu chi tiêt vân đeă này.