1. Biosintesis karbohidrat
a. Produksi monosakarida Iewat fotosintesis. Dalam tumbuhan yang berklorofil, monosakarida diproduksi Iewat fotosintesis, suatu proses biologi yang mengubah energi elektromagnetik menjadi energi kimiawi. Dalam tumbuhan hijau, fotosintesis terdiri dari dua golongan reaksi. Satu golongan terdiri dari reaksi cahaya yang sesungguhnya mengubah energi elektromagnetik menjadi potensi kimiawi. Golongan lain terdiri dari reaksi enzimatik yang menggunakan energi dari reaksi cahaya untuk mengfiksasi karbon dioksida menjadi gula. Reaksi terakhir ini sering disebut reaksi gelap. Hasil dari kedua reaksi tersebut dapat disimpulkan menjadi reaksi sederhana sebagai berikut.
2H20 + CO2 + cahaya (CH2O) + H20 + 02
Walaupun kesimpulan persamaan reaksi merupakan peran serta seluruh reaktan dan produk, namun belum menggambarkan zantara yang terjadi sepanjang proses tersebut. Jadi reaksi yang terjadi tidak sesederhana dalam persamaan reaksi tersebut. Jadi carbon dalam fotosintesis dikerjakan pertama kali oleh Calvin dkk. seperti tercantum dalam Gambar 3 –1.
b. Biosintesis sukrosa. Sukrosa merupakan produk tanaman yang sangat berguna bagi manusia. Penelitian menunjukkan bahwa sukrosa tidak hanya gula pertama yang terbentuk dalam proses fotosintesis tetapi juga bahan transpor utama. Pembentukan sukrosa mungkin merupakan prekursor biasa untuk sintesis polisakarida. Meskipun jalur alternatif terdiri dari suatu reaksi antara glukosa 1-fosfat dan fruktosa yang bertanggungjawab untuk produksi sukrosa dalam mikroorganisme tertentu, biosintesis metabolit penting dalam tumbuhan tinggi terjadi menurut jalur yang tergambar pada Gambar 3—2.
Fruktosa 6-fosfat, diturunkan dan daur fotosintetik, diubah menjadi glukosa 1-fosfat yang kemudian bereaksi dengan UTP membentuk UDP-glukosa. UDP-gIukosa bereaksi dengan fruktosa 5-fosfat membentuk pertama sukrosa fosfat, kemudian berubah menjadi sukrosa atau dengan fruktosa langsung membentuk sukrosa.
2. Biosintesis lipid
Bertahun-tahun, sintesis Iemak dan minyak lemak oleh onganisme hidup dipercaya dipengaruhi secara sederhana oleh reaksi balik yang bertanggungjawab pada peruraiannya. Utamanya, hal ini termasuk hidrolisis ester gliserol-asam Iemak (gliserida) oleh enzim lipase dan diikuti penyingkiran dua unit atom karbon sebagai asetil-KoA dan rantai asam lemak oleh ß-oksidasi. Studi biosintesis menunjukkan bahwa pembentukan lipid ini menggunakan jalur kimia yang berbeda.
Biosintesis asam lemak berjalan dengan sederet reaksi melibatkan dua komplek enzim plus ATP, NADPH2, Mn++, dan karbon dioksida.
Pertama asetat bereaksi dengan KoA dan asetil-KoA yang terbentuk diubah oleh reaksi dengan karbon dioksida menjadi malonil-KoA. Ini selanjutnya bereaksi dengan asetil-KoA membentuk zantara dengan 5 unit karbon, yang mengalami reduksi dan eliminasi karbon dioksida membentuk butinil-KoA. Senyawa malonil-KoA bereaksi lagi dengan senyawa ini membentuk zantara dengan 7-atom karbon, yang direduksi menjadi kaproil-KoA. Pengulangan reaksi ini akan membentuk asam lemak (fatty acids) yang mempunyai atom karbon genap dalam rantainya (Gambar 3 — 3). Jadi bagian malonil-KoA, senyawa dengan 3 atom karbon, ternyata merupakan pemasok satuan 2 atom karbon dalam biosintesis asam lemak.
Jalur biosintesis asam lemak tak jenuh (unsaturated fatty acids), rantai cabang, jumlah atom karbon gasal dalam asam lemak, dan lain-lain modifikasi belum ditegakkan secara rinci.
Bagian molekul (moiety) gliserol yang digunakan dalam biosintesis lipid diturunkan utamanya dari isomer-L dari α-gliserofosfat (L- α-GP). Reaksi-reaksi yang terlibat dalam pembentukan tipe trigliserida dirangkum dalam Gambar 3-4. L-α-GP mungkin diturunkan baik dari gliserol bebas maupun zantara glikolisis, dihidroasetonfosfat bereaksi berturut-turut dengan 2 molekul asetil-KoA membentuk pertama asam L-α-flisofosfatidat , kemudian asam L-α-fosfatidat. Senyawa yang akhir ini diubah menjadi α,ß-digliserida, yang akan baik kembali kedaur asam fosfatidat atau bereaksi dengan asil-KoA dan asam Iemak untuk membentuk trigliserida.
Mengenai biosintesis asam Iemak yang penting dalam farmasi belum diketahui secara rinci. Misalnya ester alkohol tinggi pada malam mungkin terbentuk dari unit asam lemak yang lebih pendek dalam biosintesis yang analog dengan asam lemak. Senyawa hidrokarbon dari lemak terbentuk dari reduksi sekualena atau metabolit yang setara.
3. Biosintesis asam amino dan protein
Protein terdiri dari rangkaian asam amino. Di alam terdapat asam amino esensial dan nonesensial. Asam amino esensial tidak dapat disintesis oleh tubuh manusia, jadi harus diperoleh dari sumber protein dari luar.
Biosintesis asam amino sangat erat hubungannya dengan biosintesis metabolit sekunder, beberapa contoh tercantum dalam Gambar 3—5.
Biosintesis protein terinci dalam MK Biokimia, sehingga dalam MK ini tidak diuraikan.