Serine

Kell Serine see on aminohape, mis on üks kahekümnest looduslikust aminohappest ja pole asendamatu. Seriini D-vorm toimib neuronaalsete signaalide kaas-agonistina ja võib mängida rolli mitmesuguste vaimuhaiguste korral.

Mis on seriin?

Seriin on aminohape, mille struktuurvalem on H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. See esineb L-kujul ja on üks asendamatuid aminohappeid, kuna inimkeha suudab seda ise toota. Serine võlgneb oma nime ladinakeelsele sõnale "sericum", mis tähendab "siidi".

Siid võib olla seriini toorainena, töödeldes siidiliimi seritsiini tehniliselt. Nagu kõigil aminohapetel, on ka seriinil iseloomulik struktuur. Karboksüülrühm koosneb süsiniku, hapniku, hapniku, vesiniku (COOH) aatomijärjestusest; kui H + ioon jaguneb, reageerib karboksüülrühm happeliselt. Teine aatomite rühm on aminorühm. See koosneb ühest lämmastikuaatomist ja kahest vesinikuaatomist (NH2).

Vastupidiselt karboksüülrühmale on aminorühmal aluseline reaktsioon, kuna see kinnitab prootoni lämmastiku üksiku elektronide paari külge. Nii karboksüülrühm kui ka aminorühm on kõigi aminohapete puhul samad. Kolmas aatomite rühm on külgahel, millele aminohapped võlgnevad nende erinevaid omadusi.

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Seriinil on inimkeha jaoks kaks olulist funktsiooni. Aminohappena on seriin valkude ehitusplokk. Valgud on makromolekulid ja moodustavad ensüüme ja hormoone, aga ka põhilisi aineid nagu aktiin ja müosiin, mis moodustavad lihaseid.

Immuunsüsteemi antikehad ja hemoglobiin, punase vere pigment, on samuti valgud. Lisaks seriinile on veel üheksateist aminohapet, mis esinevad looduslikes valkudes. Aminohapete spetsiifiline paigutus loob pikad valguahelad. Füüsikaliste omaduste tõttu need ahelad voldivad ja moodustavad ruumilise, kolmemõõtmelise struktuuri. Geneetiline kood määrab aminohapete järjekorra sellises ahelas.

Enamikus inimese rakkudes on seriin L-kujul. D-seriini seevastu toodetakse närvisüsteemi rakkudes - neuronites ja gliaalrakkudes. Selles variandis toimib seriin koagonistina: see seostub närvirakkude retseptoritega ja vallandab seeläbi neuronis signaali, mida ta edastab elektrilise impulsi kaudu oma aksonisse ja edasi järgmisesse närvirakku. Sel viisil toimub teabe edastamine närvisüsteemi sees.

Messenger aine ei saa aga soovi korral iga retseptoriga seostuda: Lukustuse ja võtme põhimõtte kohaselt peavad neurotransmitteritel ja retseptoritel olema üksteisega sobivad omadused. D-seriin esineb muu hulgas NMDA retseptorite koagonistina. Kuigi seriin ei ole seal peamine vahendaja, on sellel signaali edastamiseks tugevdav toime.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Seriin on keha toimimiseks hädavajalik. Inimese rakud moodustavad seriini 3-fosfoglütseraadi oksüdeerimise ja amiinimise teel, see tähendab aminorühma lisamisega. Seriin on üks neutraalsetest aminohapetest: selle aminorühmal on tasakaalustatud pH väärtus ja seetõttu ei ole see hape ega aluseline. Lisaks on seriin polaarne aminohape.

Kuna see on kõigi inimvalkude ehituskivi, on see väga levinud. L-seeria on seriini looduslik variant ja toimub peamiselt neutraalse pH juures umbes seitse. See pH väärtus valitseb inimese keharakkudes, milles töödeldakse seriini. L-seriin on tsvitterioon. Kui karboksüülrühm ja aminorühm reageerivad üksteisega, tekib tsvitterioon: karboksüülrühma prooton rändab aminorühma ja kinnitub seal üksikute elektronide paariga.

Selle tulemusel on tsvitterioonil nii positiivne kui ka negatiivne laeng ning see on tervikuna tühi. Keha lagundab seriini sageli glütsiiniks, mis on ka aminohape, mis nagu seriin on neutraalne, kuid mittepolaarne. Seriin võib toota ka püruvaati, mida tuntakse ka atsetüülformhappe või püruviinhappena. See on ketokarboksüülhape.

Haigused ja häired

L-kujuliselt esineb seriin neuronites ja gliaalrakkudes ning tõenäoliselt mängib see rolli mitmesuguste vaimuhaiguste korral. L-seriin seondub koagonistina N-metüül-D-aspartaadi retseptorite või lühidalt NMDA retseptoritega. See tugevdab neurotransmitter glutamaadi toimet, mis seob NMDA retseptoreid ja aktiveerib seeläbi närvirakke.

Õppimis- ja mäluprotsessid sõltuvad NMDA retseptoritest; see näitab sünaptiliste ühenduste ümberehitust ja muudab seeläbi närvisüsteemi struktuuri. Seda plastilisust väljendatakse õppimisel makrotasandil. Teadus peab seda seost vaimuhaiguste jaoks asjakohaseks. Vaimuhaigused põhjustavad arvukalt funktsionaalseid häireid, mis sageli hõlmavad ka mäluprobleeme. Vale õppeprotsessid võivad aidata kaasa ka vaimuhaiguste tekkele. Selle näide on depressioon. Depressioon põhjustab kehva kognitiivset võimekust, eriti kui see on väga raske. Kui depressioon vaibub, paranevad õppimine ja mälu jõudlus taas.

Praegune teooria eeldab, et teatud närviteede sagedane aktiveerimine suurendab tõenäosust, et tulevaste stiimulite korral aktiveeruvad need rajad kiiremini: stiimulite lävi langeb. See kaalutlus põhineb retseptorite eemaldamisel, mis võiks protsessi selgitada. Vaimsete haiguste, näiteks depressiooni või skisofreenia korral võib selles protsessis esineda häireid, mis selgitavad vähemalt osa vastavatest sümptomitest. Sellega seoses kinnitavad esialgsed uuringud D-seriini kui antidepressandi toimet.