biosynthesisとは？初心者にも分かる基礎と身近な例を徹底解説共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

biosynthesisとは？

biosynthesisとは、生物が自分の体を作るときに、小さな分子から大きな分子を組み立てる「合成」のことです。日本語では「生合成」と呼ばれ、私たちの体の中や植物、微生物の中で日々起こっています。生合成は反応を速くするための特別なタンパク質、すなわち酵素が関わりますが、難しく考えすぎず基本のイメージをつかみましょう。

生合成と対になる考え方は「分解」です。分解は物質を壊してエネルギーを取り出す過程で、代謝のもう一つの大きな部分です。生合成にはエネルギーが必要で、ATPと呼ばれる分子がよく使われます。

身近な例

光合成は植物が行う代表的な生合成の一つです。太陽の光エネルギーを使って、空気中の二酸化炭素と水からブドウ糖という糖を作り、エネルギーを蓄えます。これが植物だけでなく、私たちの食べ物の元になるのです。

人の体の中にも多くの生合成があり、脂肪酸やコレステロール、タンパク質の部品となるアミノ酸などを作ります。ただし必須アミノ酸と呼ばれる、体だけでは作れないものもあり、食事から取り入れる必要があります。

なぜ生合成が重要か

生合成は体を作る土台です。体の部品を作るだけでなく、成長・修復・エネルギーの貯蔵にも関わります。

研究と産業への応用

微生物を利用して薬やビタミン、特殊な化合物を作る生産技術は「生合成」をベースにしています。遺伝子を組み替えたり、発酵法を使ったりして、安全に大量生産を実現します。これにより、薬のコストを下げることや、天然には少ない物質を作ることが可能になります。

重要なポイント

・生合成は小さな分子を大きな分子にする過程です。
・エネルギーを使うこと。
・酵素が鍵となる反応の連鎖。
・生体内には多様な経路があり、別の生合成とつながっています。

用語の整理

<th>用語

説明
生合成	生物が小さな分子から大きな分子を作る過程。
酵素	反応を速めるタンパク質。
ATP	生体のエネルギーを運ぶ分子。
光合成	植物が行う代表的な生合成の一例。

身の回りの観察例

食品の発酵やパンのカビ、微生物の活動は生合成の一部を日常の中で見る機会です。発酵は微生物が新しい物質を作る過程であり、私たちの生活と深く結びついています。

まとめ

今回はbiosynthesisの基本を学びました。生物が小さな分子から大きな分子を作る過程で、酵素が反応を速め、ATPなどのエネルギーを使います。光合成をはじめ、体内の脂肪酸やコレステロールの合成、医薬品や食品産業での応用など、幅広い場面に関わる重要な仕組みです。中学生の私たちにも、身の回りの現象を通じて理解を深められるテーマです。

biosynthesisの同意語

生合成: 生物の体内で、低分子から酵素の働きにより複雑な分子を作るプロセス。タンパク質・脂質・核酸などの合成を含む総称です。
生体合成: 体内で行われる化学反応による分子の合成。生合成と同義で使われることが多い語です。
生物合成: 生物が行う化学的な合成。文献などで生合成とほぼ同義で用いられることがあります。
体内合成: 体内で起こる化学的合成の総称。外部からの物質を体内で組み立てて新しい分子を作る過程を指します。
生化学的合成: 生化学の観点から見た、酵素反応を介する分子の組み立て。生合成の別表現として使われることがあります。
同化作用: 生体がエネルギーを使って小さな分子を大きな分子へと組み立てる代謝経路の総称。広義のbiosynthesisを説明する語として用いられることがあります。
アナボリック反応: アナボリズムに属する、分子を合成する反応の集まり。生合成の具体的な過程を指す場面で使われます。

biosynthesisの対義語・反対語

異化作用（分解代謝）: 生体内で複雑な分子を分解してエネルギーを得たり、低分子へと変換する代謝プロセス。biosynthesisの対になる代表的な反対語。
分解: 有機分子を構成要素へ分解する化学的・生物学的過程。反対方向のプロセスとして一般的に用いられる語。
崩壊: 分子の結合が壊れて構造が崩れ、単純な成分に分解される過程。広義の反対語として使われることがある。
破壊: 化学結合が切れて分子が解体する状態・過程。反対語として補助的に使われることがある。
異化経路: 異化作用を担う代謝経路群。分解・分解代謝を指す集合的概念として用いられることがある。

biosynthesisの共起語

酵素: 生体内で化学反応を触媒するタンパク質。生合成の各段階を推進する主要な触媒役。
代謝経路: 複数の化学反応が連なる道筋。生体内で物質が作られたり壊れたりする一連の経路。
生合成経路: 有機分子を生体内で合成するための一連の反応経路。biosynthesisの具体的な道筋。
アナボリズム: エネルギーを消費して小さな分子を結合し大きな分子を作る代謝過程（同化作用の一部）。
一次代謝: 生体の基本的な代謝プロセスで、エネルギー生産や核酸・タンパク質の合成など、生存に必須な経路。
二次代謝: 生存には必須ではないが生物の生存戦略に関与する代謝経路。自然産物や薬剤の原料となる産物を生み出す経路。
前駆体: 生合成の出発物質。次の段階の反応の材料となる化合物。
基質: 酵素が作用する反応の出発物質（反応の材料）。
代謝物: 代謝過程で生じる化学物質の総称。中間体や最終産物を含む。
中間体: 反応経路の途中に現れる一時的な化合物。
補因子: 酵素の活性を助ける無機イオンや有機分子。
補酵素: 有機分子の補因子。NADH、NADPH、FADなどを含む。
NADH: 還元型補酵素。電子を運ぶ役割を持つ。
NADPH: 生合成など還元反応にエネルギーを供給する補酵素。
ATP: 細胞のエネルギー通貨。反応のエネルギー源として使われる。
ADP: ATPがエネルギーを放出した後の形。
反応経路: 生合成の各反応が連なって進む道筋。
酵素複合体: 複数の酵素が物理的に結合して、一連の反応を効率良く進める構造。
多酵素複合体: 複数の酵素が大きな複合体として機能し、連続反応を促進する形。
触媒: 化学反応を速める物質。酵素は生体内の主要な触媒。
触媒反応: 酵素などが関与して進む反応。
代謝フラックス: 代謝経路を通る物質の流れの量。フロウとしての指標。
代謝制御: 代謝経路の流れを調整して産物量を適切に保つ仕組み。
アロステリック制御: 酵素の活性が別の分子の結合で変化する制御機構。
脂肪酸生合成: 脂肪酸を体内で作る代謝経路。
アミノ酸生合成: アミノ酸を作る生合成経路。
核酸生合成: DNA・RNAの材料となる核酸を作る生合成経路。
ポリケチド生合成: ポリケチド化合物を生合成する経路（多くは抗生物質の原料）
ノンリボソームペプチド生合成: NRPSとして知られる非リボソームペプチドの生合成経路。
テルペノイド生合成: テルペノイドの生合成経路。
ステロイド生合成: ステロイド類の生合成経路。
発現系: 生物の細胞を使って遺伝子を発現させ、目的物を作らせる系。
生産性: 生合成を利用して得られる産物の量や効率性。
生合成遺伝子クラスター: 生合成を行う酵素をコードする遺伝子がまとまって並ぶ遺伝子群。
遺伝子発現: 遺伝子がタンパク質を作る過程。生合成の調整にも関わる。
遺伝子制御: 遺伝子の発現をオン/オフにする仕組み。
バイオ生産: 微生物や細胞を用いて物質を大規模に生産すること。
バイオ製造: 生物工学を使って工業的に製品を作るプロセス。
自然産物: 自然界に存在する生合成産物（薬品、香料、色素など）。
代謝工学: 代謝経路を設計・改変して生産性を高める技術分野。
代謝ネットワーク: 代謝経路の相互連結と全体構造を指す概念。
発酵: 微生物を利用して目的物を生産する発酵プロセス。
生物工学: 生物を改良して実用的な製品を作る技術分野。
合成生物学: 生物の設計・組換えで新しい機能を作り出す学問領域。

biosynthesisの関連用語

biosynthesis: 生体内で有機化合物を合成する一連の代謝過程。前駆体から最終生成物まで、エネルギーと還元力を使って段階的に組み立てる反応の総称。
anabolism: 同化作用。小さな分子を組み合わせて大きな分子を作る、エネルギーを要する代謝系の総称。
catabolism: 異化作用。大きな分子を分解してエネルギーや還元力を得る代謝系の総称。
primary metabolism: 一次代謝。生存と成長に必須な基本的な代謝経路（糖の合成・分解、アミノ酸・核酸の合成など）。
secondary metabolism: 二次代謝。生育環境への適応や相互作用のために作られる特殊な代謝物（アルカロイド、フラボノイド、テルペノイド、ポリケチドなど）の経路。
metabolic pathway: 代謝経路。複数の化学反応が順次つながって物質を段階的に変換する道筋。
biosynthetic pathway: 生合成経路。前駆体を出発点として目的物を作る反応の連鎖。
precursor: 前駆体。後の反応で最終産物になる材料となる化合物。
substrate: 基質。酵素が作用する物質。
enzyme: 酵素。生体内で化学反応を選択的に加速するタンパク質またはRNA（リボザイム）。
cofactor: 補因子。酵素活性を助ける無機イオンや有機分子。
coenzyme: 補酵素。有機分子の補因子の総称。
NADPH: NADPH。還元力を供給する補因子で、脂肪酸・ヌクレオチド・アミノ酸の生合成などに使われる。
ATP: ATP。エネルギー通貨として、多くの生合成反応を駆動する。
redox reactions: 酸化還元反応。電子の授受により分子の酸化状態を変える反応群。
metabolic regulation: 代謝調節。酵素活性・遺伝子発現・代謝フローを制御して経路の流れを適切に整える仕組み。
transcription factors: 転写因子。遺伝子の転写を調節するタンパク質。
feedback inhibition: フィードバック阻害。生成物が経路初期の酵素を抑制して生産を抑える調節機構。
allosteric regulation: アロステリック調節。別部位へ結合する分子が酵素活性を調整する機構。
metabolic engineering: 代謝工学。微生物の代謝経路を設計・改変して生産性を高める技術。
synthetic biology: 合成生物学。生物システムを設計・再設計して新しい機能を作り出す学問分野。
bioprocessing: 生物プロセス。微生物や酵素を用いた産物の製造・加工工程全体。
in vitro biosynthesis: 試験管内生合成。生体外で生合成を再現・応用する技術。
polyketide biosynthesis: ポリケチド生合成。ポリケチド系の二次代謝物を作る酵素連結反応経路。
nonribosomal peptide synthesis: 非リボソーム性ペプチド合成。NRPSと呼ばれる酵素複合体でペプチドを作る経路。
terpenoid biosynthesis: テルペノイド生合成。テルペノイド類の生合成経路。
fatty acid biosynthesis: 脂肪酸生合成。脂肪酸鎖を段階的に組み立てる経路。
nucleotide biosynthesis: ヌクレオチド生合成。ヌクレオチドの合成経路。
amino acid biosynthesis: アミノ酸生合成。必須・非必須アミノ酸を作る経路。
heme biosynthesis: ヘム生合成。ヘムの前駆体を作る経路。
purine biosynthesis: プリン塩基生合成。プリン塩基を生成する経路。
pyrimidine biosynthesis: ピリミジン生合成。ピリミジン核酸の骨格を作る経路。
metabolism: 生体内の全反応の総称。エネルギー生産・物質代謝を含む広い概念。