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biosynthesewegen

Biosynthesewege sind die biochemischen Wege, mit denen Zellen aus einfachen Vorstufen komplexe Moleküle herstellen. Sie verbinden Energie- und Reduktionsäquivalente mit enzymatisch katalysierten Reaktionen und legen damit die Grundlage für Wachstum, Erhaltung und Funktion der Zelle. Grundsätzlich werden zwei Kategorien unterschieden: Primärmetabolismus, der essenzielle Bausteine wie Nukleotide, Aminosäuren, Fettsäuren und Kohlenhydrate liefert, und Sekundärmetabolismus, der zu spezialisierten Molekülen führt, die oft ökologische Funktionen erfüllen.

Aufbau und Charakteristika der Biosynthesewege. Wege bilden vernetzte Stoffwechselpfade, deren Reaktionen meist in der Mikroorganisation der

Beispiele wichtiger Wege. Im Primärmetabolismus gehören Glykolyse, der Citratzyklus, der Pentosephosphatweg sowie die Fettsäuresynthese und die

Anwendungen und Bedeutung. Das Verständnis von Biosynthesewegen ist zentral für Biotechnologie und synthetische Biologie: Stoffwechselingenieurwesen zielt

Zelle
stattfinden
(Zellkompartimente
wie
Cytosol,
Mitochondrien,
Plastide
in
Pflanzen).
Typische
Merkmale
sind
schrittweise
Umwandlungen,
Verzweigungen
an
Zwischenprodukten,
sowie
Regulation
durch
Enzyme
und
metabolische
Feedbackmechanismen.
Zentral
sind
Energielieferanten
(ATP)
und
Reduktionsäquivalente
(NADPH,
FADH2),
die
die
Reaktionsdynamik
steuern.
Biosynthese
von
Nukleotiden
und
Aminosäuren.
Im
Sekundärmetabolismus
finden
sich
Isoprenoide
(über
Mevalonat-
oder
MEP-Weg),
Shikimatweg
zur
Aromatenbiosynthese
sowie
Polyketid-
und
Nicht-Ribosomale-Peptid-Synthesen,
die
zu
vielen
pflanzlichen
und
mikrobiellen
Spezialmetaboliten
führen.
darauf
ab,
Mikroorganismen
oder
Pflanzen
so
zu
optimieren,
dass
gewünschte
Verbindungen
wie
Antibiotika,
Vitamine,
Biokraftstoffe
oder
Kunststoffvorstufen
effizient
produziert
werden.
Herausforderungen
umfassen
Regulationsnetzwerke,
Flussverteilung
und
das
Gleichgewicht
zwischen
Wachstum
und
Produktbildung.