серин

В серин это аминокислота, которая является одной из двадцати природных аминокислот и не является необходимой. D-форма серина действует как коагонист нейрональной передачи сигналов и может играть роль в различных психических заболеваниях.

Что такое серин?

Серин - это аминокислота со структурной формулой H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Он находится в L-форме и является одной из заменимых аминокислот, так как человеческий организм может производить ее сам. Серин получил свое название от латинского слова sericum, что означает «шелк».

Шелк может служить сырьем для серина путем технической обработки шелкового клея серицина. Как и все аминокислоты, серин имеет характерную структуру. Карбоксильная группа состоит из атомной последовательности углерода, кислорода, кислорода, водорода (COOH); карбоксильная группа реагирует кислой, когда отщепляется ион H +. Вторая группа атомов - аминогруппа. Он состоит из одного атома азота и двух атомов водорода (NH2).

В отличие от карбоксильной группы, аминогруппа имеет основную реакцию: она присоединяет протон к неподеленной паре электронов на азоте. И карбоксильная группа, и аминогруппа одинаковы для всех аминокислот. Третья группа атомов - это боковая цепь, которой аминокислоты обязаны своими различными свойствами.

Функция, эффект и задачи

Серин выполняет две важные функции для человеческого организма. Как аминокислота серин является строительным блоком для белков. Белки представляют собой макромолекулы и образуют ферменты и гормоны, а также основные вещества, такие как актин и миозин, из которых состоят мышцы.

Антитела иммунной системы и гемоглобин, пигмент красной крови, также являются белками. Помимо серина в природных белках есть еще девятнадцать аминокислот. Особое расположение аминокислот создает длинные белковые цепи. Благодаря своим физическим свойствам эти цепочки складываются и образуют пространственную трехмерную структуру. Генетический код определяет порядок аминокислот в такой цепи.

В большинстве клеток человека серин находится в L-форме. Напротив, D-серин вырабатывается в клетках нервной системы - нейронах и глиальных клетках. В этом варианте серин действует как коагонист: он связывается с рецепторами нервных клеток и тем самым запускает сигнал в нейроне, который он передает в виде электрического импульса своему аксону и направляет к следующей нервной клетке. Таким образом, передача информации происходит внутри нервной системы.

Однако субстанция-посланник не может связываться с каждым рецептором по своему желанию: согласно принципу замка и ключа, нейротрансмиттеры и рецепторы должны иметь свойства, которые соответствуют друг другу. D-серин, помимо прочего, выступает в качестве коагониста рецепторов NMDA. Хотя серин здесь не является основным передающим веществом, он оказывает усиливающее действие на передачу сигнала.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Серин необходим для функционирования организма. Клетки человека продуцируют серин путем окисления и аминирования 3-фосфоглицерата, то есть путем добавления аминогруппы. Серин - одна из нейтральных аминокислот: его аминогруппа имеет сбалансированное значение pH и поэтому не является ни кислотной, ни основной. Кроме того, серин - полярная аминокислота.

Поскольку это один из строительных блоков всех белков человека, он очень распространен. L-серия является естественным вариантом серина и встречается в основном при нейтральном pH около семи. Это значение pH преобладает внутри клеток человеческого тела, в которых обрабатывается серин. L-серин представляет собой цвиттерион. Цвиттерион создается, когда карбоксильная группа и аминогруппа реагируют друг с другом: протон карбоксильной группы мигрирует к аминогруппе и там присоединяется к неподеленной паре электронов.

В результате цвиттерион имеет как положительный, так и отрицательный заряд и полностью не заряжается. Организм часто расщепляет серин до глицина, который также является аминокислотой, которая, как и серин, является нейтральной, но неполярной. Серин также может производить пируват, который также известен как ацетилформиновая кислота или пировиноградная кислота. Это кетокарбоновая кислота.

Заболевания и расстройства

В своей L-форме серин встречается в нейронах и глиальных клетках и, вероятно, играет роль в различных психических заболеваниях. L-серин связывается как коагонист с рецепторами N-метил-D-аспартата, или сокращенно рецепторами NMDA. Он усиливает действие нейротрансмиттера глутамата, который связывается с рецепторами NMDA и тем самым активирует нервные клетки.

Процессы обучения и памяти зависят от рецепторов NMDA; он указывает на ремоделирование синаптических связей и тем самым изменяет структуру нервной системы. Эта пластичность выражается в обучении на макроуровне. Наука считает, что эта связь имеет отношение к психическим заболеваниям. Психические заболевания приводят к многочисленным функциональным нарушениям, которые часто также включают проблемы с памятью. Неправильные процессы обучения также могут способствовать развитию психических заболеваний. Пример тому - депрессия. Депрессия приводит к ухудшению когнитивных функций, особенно когда она очень тяжелая. Однако способность к обучению и память снова улучшаются, когда депрессия проходит.

Современная теория предполагает, что частая активация определенных нервных путей увеличивает вероятность того, что эти пути будут активироваться быстрее в случае будущих раздражителей: порог раздражителя падает. Это соображение основано на снятии блокировки рецепторов, что может объяснить этот процесс. В случае психических заболеваний, таких как депрессия или шизофрения, этот процесс может нарушаться, что может объяснить, по крайней мере, часть соответствующих симптомов. В этом контексте первоначальные исследования подтверждают эффект D-серина как антидепрессанта.