アミノ酸合成（アミノさんごうせい、Amino acid synthesis）は、生化学的経路（代謝経路）におけるアミノ酸合成過程を指す。生物界におけるアミノ酸は、タンパク質の構成要素となるタンパク質構成アミノ酸（proteinogenic amino acids）と、構成要素とならない非タンパク質構成アミノ酸（non-proteinogenic amino acids）に分けられる。タンパク質を構成するアミノ酸は22種類知られているが、コドンに暗号化されているものは20種類である。アミノ酸合成という場合、通常はタンパク質構成アミノ酸の生合成を指す。ただし、これは非タンパク質構成アミノ酸が生体内で合成されないという意味ではなく、非タンパク質構成アミノ酸の方が生合成される種類ははるかに多い（~800種類）。
アミノ酸はその化学構造によっていくつかに分類される。まず、アミノ基がカルボキシル基と同一の炭素原子に結合している場合をα、一つ隣の炭素原子に結合している場合をβ、2つ隣をγ、３つ隣をδで表す。タンパク質構成アミノ酸は例外なくα-アミノ酸である。一方、非タンパク質構成アミノ酸はα-からδ-まで幅広く知られている。また、キラル中心をもつアミノ酸の場合は、互いに立体異性体であるL体とD体が存在する。こちらも、タンパク質構成アミノ酸は例外なくL体であるのに対し、非タンパク質構成アミノ酸はL体とD体どちらも知られている。これら様々なアミノ酸は、その生合成経路も互いに大きく異なる。
各生物はタンパク質構成アミノ酸を全て自前で合成できるとは限らず、種によって合成できないアミノ酸が存在する。これをその種にとっての必須アミノ酸という。例えばヒトは20種のうち11種しか合成できず、残り9種類は食事により外部から摂取している。
この項では、タンパク質合成後に個々のアミノ酸側鎖を改変して異なるアミノ酸に変換する翻訳後修飾については議論しない。
合成・代謝過程 グルタミン酸はα-ケトグルタル酸のアミノ化により合成される。 α-ケトグルタル酸 + NH4+ グルタミン酸 アラニンとアスパラギン酸はグルタミン酸のアミノ基転移によって合成される。
無機的なアミノ酸合成 アミノ酸は無機的な化学反応によっても生成することが知られており、初期地球における生命の材料として注目されている。化学反応の場としては、隕石母天体や地球大気、熱水噴気孔などが想定されている。アミノ酸の化学構造に応じて、α-からδ-アミノ酸でそれぞれ異なる生成経路が存在する。
α-アミノ酸を合成する経路としては、ストレッカー反応やシアン化水素の縮合反応、氷表面上の紫外線・宇宙線照射が知られている。一方、β-アミノ酸ではマイケル付加反応が、γ-、δ-アミノ酸ではジカルボキシアミノ酸の脱炭酸やラクタムの水和などがありうる。こうした無機的なアミノ酸合成は、産業分野で広く応用されている。
外部リンク KEGG PATHWAY amino acid metabolism（アミノ酸代謝マップ）
脚注