Seryna

Informacje na temat francuskich winogron można znaleźć w Sérine . Aby zapoznać się z toksyczną substancją, zobacz Sarin .
Seryna
Skeletal formula
Serine at physiological pH
L -seryna jon obojnaczy
Serine-from-xtal-view-1-3D-bs-17.png
Serine-from-xtal-view-1-3D-sf.png
Nazwy
nazwa IUPAC
Seryna
Inne nazwy
Kwas 2-amino-3-hydroksypropanowy
Identyfikatory
Model 3D ( JSmol )
CHEBI
CHEMBL
ChemSpider
Bank Leków
Karta informacyjna ECHA 100.000.250 Edit this at Wikidata
Numer WE
  • L: 206-130-6
KEGG
Identyfikator klienta PubChem
UNII
  • InChI=1S/C3H7NO3/c4-2(1-5)3(6)7/h2,5H,1,4H2,(H,6,7)/t2-/m0/s1  check T
    Klucz: MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N  check Y
  • D/L: Klucz: MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N
  • D: Klucz: MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N
Nieruchomości
C 3 H 7 N O 3
Masa cząsteczkowa 105,093 g·mol -1
Wygląd białe kryształy lub proszek
Gęstość 1,603 g/cm3 ( 22°C)
Temperatura topnienia 246 ° C (475 ° F; 519 K) rozkłada się
rozpuszczalny
Kwasowość ( p Ka ) 2,21 (karboksyl), 9,15 (amino)
Strona danych uzupełniających
Serine (strona danych)
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).

Seryna (symbol Ser lub S ) jest α- aminokwasem wykorzystywanym w biosyntezie białek. Zawiera grupę α-aminową (która w warunkach biologicznych występuje w postaci protonowanej − NH
+ 3 ), grupę karboksylową (która w warunkach biologicznych występuje w formie zdeprotonowanej − COO −
) oraz łańcuch boczny składający się z grupy hydroksymetylowej , klasyfikując go jako polarnego aminokwas. Może być syntetyzowany w ludzkim ciele w normalnych warunkach fizjologicznych, co czyni go nieistotnym aminokwasem. Jest kodowany przez kodony UCU, UCC, UCA, UCG, AGU i AGC.

Występowanie

L -seryna (po lewej) i D -seryna (po prawej) w postaci jonu obojnaczego przy obojętnym pH

Związek ten jest jednym z naturalnie występujących aminokwasów proteinogennych . Tylko L - stereoizomer występuje naturalnie w białkach. Nie jest niezbędny w diecie człowieka, ponieważ jest syntetyzowany w organizmie z innych metabolitów , w tym glicyny . Seryna została po raz pierwszy uzyskana z jedwabiu , szczególnie bogatego źródła, w 1865 roku przez Emila Cramera. Jego nazwa pochodzi od łacińskiego słowa oznaczającego jedwab, sericum . Struktura Serine powstała w 1902 roku. Źródła pokarmu o wysokiej zawartości L -seryny wśród ich białek obejmuje jajka, edamame, jagnięcinę, wątrobę, wieprzowinę, łososia, sardynki, wodorosty, tofu.

Biosynteza

Biosynteza seryny rozpoczyna się od utlenienia 3-fosfoglicerynianu ( półprodukt z glikolizy ) do 3-fosfohydroksypirogronianu i NADH przez dehydrogenazę fosfoglicerynianową ( EC 1.1.1.95 ). Redukcyjne aminowanie (transaminacja) tego ketonu przez transaminazę fosfoserynową ( EC 2.6.1.52 ) daje 3-fosfoserynę ( O -fosfoserynę), która jest hydrolizowana do seryny przez fosfataza fosfoserynowa ( EC 3.1.3.3 ).

U bakterii, takich jak E. coli, enzymy te są kodowane przez geny serA (EC 1.1.1.95), serC (EC 2.6.1.52) i serB (EC 3.1.3.3).

Biosynteza seryny

Biosynteza glicyny : hydroksymetylotransferaza serynowa (SHMT = serynowa transhydroksymetylaza) katalizuje również odwracalne konwersje L -seryny do glicyny (rozszczepienie retro-aldolowe) i 5,6,7,8-tetrahydrofolianu do 5,10-metylenotetrahydrofolianu (mTHF) (hydroliza) . SHMT jest fosforanu pirydoksalu (PLP). Glicyna może również powstać z CO 2 , NH
+ 4 i mTHF w reakcji katalizowanej przez syntazę glicyny .

Synteza i produkcja przemysłowa

Na skalę przemysłową L -seryna jest wytwarzana z glicyny i metanolu katalizowanych przez hydroksymetylotransferazę .

Racemiczną serynę można przygotować w laboratorium z akrylanu metylu w kilku etapach:

Synthesis of dl-serine.svg

Funkcja biologiczna

Metaboliczny

Synteza cysteiny z seryny. Beta syntaza cystationiny katalizuje reakcję górną, a gamma-liaza cystationiny katalizuje reakcję dolną.

Seryna jest ważna w metabolizmie , ponieważ bierze udział w biosyntezie puryn i pirymidyn . Jest prekursorem kilku aminokwasów, w tym glicyny i cysteiny , a także tryptofanu w bakteriach. Jest także prekursorem wielu innych metabolitów, w tym sfingolipidów i kwasu foliowego , który jest głównym dawcą jednowęglowych fragmentów w biosyntezie. [ potrzebne źródło ]

Sygnalizacja

D -seryna, syntetyzowana w neuronach przez racemazę serynową z L -seryny (jej enancjomer ), służy jako neuromodulator poprzez koaktywację receptorów NMDA , dzięki czemu mogą się otwierać, jeśli wiążą również glutaminian . D -seryna jest silnym agonistą w miejscu glicyny (NR1) receptora glutaminianu typu NMDA (NMDAR). Aby receptor się otworzył, glutaminian i glicyna lub D -seryna musi się z nią związać; ponadto bloker porów nie może być związany (np. Mg 2+ lub Zn 2+ ). W rzeczywistości D -seryna jest silniejszym agonistą w miejscu glicyny na NMDAR niż sama glicyna.

Do niedawna uważano, że D -seryna istnieje tylko w bakteriach; był to drugi aminokwas D naturalnie występujący u ludzi, obecny jako cząsteczka sygnałowa w mózgu, wkrótce po odkryciu D -asparaginianu . Gdyby aminokwasy D odkryto u ludzi wcześniej, miejsce glicyny na receptorze NMDA można by zamiast tego nazwać miejscem D -seryny. Poza ośrodkowym układem nerwowym D -seryna pełni rolę sygnalizacyjną w tkankach i narządach obwodowych, takich jak chrząstki, nerki i ciała jamiste.

Sensacja smakowa

Czysta D -seryna jest białawym krystalicznym proszkiem o bardzo słabym zapachu stęchlizny. D -Serine jest słodka z dodatkowym lekkim kwaśnym smakiem przy średnich i wysokich stężeniach.

Znaczenie kliniczne

Zaburzenia niedoboru seryny to rzadkie defekty w biosyntezie aminokwasu L -seryny. Obecnie opisano trzy zaburzenia:

Te defekty enzymów prowadzą do poważnych objawów neurologicznych, takich jak wrodzona małogłowie i ciężkie opóźnienie psychoruchowe, a ponadto u pacjentów z niedoborem dehydrogenazy 3-fosfoglicerynianowej do napadów padaczkowych. Objawy te reagują w różnym stopniu na leczenie L -seryna, czasami połączona z glicyną. Odpowiedź na leczenie jest zmienna, a odległy i funkcjonalny wynik leczenia jest nieznany. Aby zapewnić podstawy do lepszego zrozumienia epidemiologii, korelacji genotyp/fenotyp i skutków tych chorób, ich wpływu na jakość życia pacjentów, a także do oceny strategii diagnostycznych i terapeutycznych, niekomercyjna Międzynarodowa Organizacja Robocza ds . Grupa ds. Zaburzeń związanych z neuroprzekaźnikami (iNTD).

Poza zaburzeniem biosyntezy seryny może dojść do zakłócenia jej transportu. Jednym z przykładów jest tetraplegia spastyczna , cienkie ciało modzelowate i postępująca małogłowie , choroba spowodowana mutacjami wpływającymi na funkcję transportera aminokwasów obojętnych A.

Badania do użytku terapeutycznego

Klasyfikacja L -seryny jako aminokwasu nieistotnego została uznana za warunkową, ponieważ kręgowce, takie jak ludzie, nie zawsze mogą syntetyzować optymalne ilości w ciągu całego życia. Bezpieczeństwo L -seryny wykazano w zatwierdzonym przez FDA badaniu klinicznym I fazy na ludziach ze stwardnieniem zanikowym bocznym, ALS (identyfikator ClinicalTrials.gov: NCT01835782), ale leczenie objawów ALS nie zostało jeszcze wykazane. Metaanaliza z 2011 roku wykazała obecność dodatkowej sarkozyny mieć średnią wielkość efektu dla negatywnych i całkowitych objawów schizofrenii. Istnieją również dowody na to, że L -seryna może odgrywać rolę terapeutyczną w cukrzycy.

D -seryna jest badana na gryzoniach jako potencjalne leczenie schizofrenii. D -seryna została również opisana jako potencjalny biomarker we wczesnej diagnostyce choroby Alzheimera (AD), ze względu na stosunkowo wysokie jej stężenie w płynie mózgowo-rdzeniowym pacjentów z prawdopodobnym AD.

D -seryna może być stosowana w leczeniu zaburzeń słuchu typu czuciowo-nerwowego, takich jak utrata słuchu i szum w uszach .

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Serine&oldid=1138532869 ”