O cale de biosinteză sau cale de biosinteză este o descriere a etapelor reacțiilor chimice care apar atunci când un organism viu creează o nouă moleculă complexă din precursori mai simpli și mai mici. Cuvântul „biosinteză” provine din două cuvinte rădăcină: „bio”, care indică faptul că reacția are loc în interiorul unui organism viu, spre deosebire de un laborator; și „sinteză”, care indică faptul că materiile prime simple sunt combinate pentru a forma produse mai mari. O cale de biosinteză este un rezumat al acestor reacții chimice, defalcat pe fiecare pas. Pentru a descrie complet o cale, sunt adesea incluse informații suplimentare relevante, cum ar fi ce enzime, coenzime și cofactori sunt utilizați în fiecare reacție.
Nu toate moleculele folosite de un organism viu trebuie să fie sintetizate direct de organismul însuși. Adesea, aceste molecule necesare sunt obținute în schimb din împrejurimi. Oamenii, de exemplu, nu sunt capabili să sintetizeze aminoacizi esențiali, cum ar fi lizina; acești nutrienți provin în schimb din alimente bogate în proteine, cum ar fi fasolea și nucile. Celulele sintetizează, în general, numai acele molecule care sunt fie rare, fie nu obținute ușor din mediul lor.
O cale de biosinteză începe adesea cu o moleculă precursor ușor disponibilă, care este similară cu produsul. Celula combină apoi acest precursor cu alte molecule mici, modificând chimic produsul pe parcurs. La fiecare pas, substratul se va asemăna progresiv cu produsul final. O cale de biosinteză în mai multe etape poate avea zeci de pași pe parcurs, suferind modificări constante de către enzime până când se formează compusul final.
Studierea biosintezei poate oferi multe perspective practice asupra remediilor pentru bolile umane. Înțelegerea chimiei corpului uman ajută în mod clar atunci când o boală rezultă din biosinteza defectuoasă. Uneori, totuși, studierea căilor de biosinteză ale altor organisme poate oferi indicii valoroase și pentru dezvoltarea de noi medicamente.
Mulți cercetători și-au îndreptat atenția spre studierea biosintezei plantelor, în special în ceea ce privește produsele naturale. Extractele din anumite plante pot avea efecte farmacologice puternice care pot fi folosite pentru a crea noi medicamente puternice. De exemplu, digitalisul, un compus activ extras din lușca comună, a fost folosit pentru a trata bolile de inimă. Obținând o înțelegere a căii de biosinteză a unui produs natural, chimiștii pot obține o perspectivă asupra modului în care medicamentul este sintetizat și pot imita sinteza acestuia în laborator. În cele din urmă, biologii ar dori să poată clona aceste gene pentru a produce organisme transgenice, care ar fi concepute pentru a produce produse naturale la o concentrație mai mare și puritate la o fracțiune din preț.
Căile de biosinteză au fost elucidate pentru multe molecule comune, cum ar fi acizii grași, aminoacizii și nucleotidele. Cu toate acestea, multe căi încă nu au fost descoperite. Poate că medicamentele viitorului își vor găsi originile în căile biosintetice care sunt cercetate astăzi.