På serin det er en aminosyre, der er en af de tyve naturlige aminosyrer og ikke er essentiel. D-formen af serin fungerer som en co-agonist i neuronal signalering og kan spille en rolle i forskellige psykiske sygdomme.
Hvad er serin
Serin er en aminosyre med strukturformlen H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Det forekommer i L-form og er en af de ikke-essentielle aminosyrer, da menneskekroppen selv kan fremstille den. Serine skylder sit navn på det latinske ord "sericum", som betyder "silke".
Silke kan tjene som et råmateriale til serin ved teknisk at bearbejde sericin silke lim. Som alle aminosyrer har serin en karakteristisk struktur. Carboxylgruppen består af atomsekvensen carbon, oxygen, oxygen, hydrogen (COOH); carboxylgruppen reagerer surt, når en H + -ion opdeles. Den anden gruppe atomer er aminogruppen. Det består af et nitrogenatom og to hydrogenatomer (NH2).
I modsætning til carboxylgruppen har aminogruppen en basisk reaktion, idet den fastgør et proton til nitrogenelonparret af elektroner. Både carboxylgruppen og aminogruppen er de samme for alle aminosyrer. Den tredje gruppe af atomer er sidekæden, som aminosyrerne skylder deres forskellige egenskaber.
Funktion, effekt og opgaver
Serine har to vigtige funktioner for den menneskelige krop. Som en aminosyre er serin en byggesten for proteiner Proteiner er makromolekyler og danner enzymer og hormoner samt basale stoffer som actin og myosin, der udgør muskler.
Immunsystemets antistoffer og hæmoglobin, det røde blodpigment, er også proteiner. Foruden serin er der 19 andre aminosyrer, der forekommer i naturlige proteiner. Det specifikke arrangement af aminosyrerne skaber lange proteinkæder. På grund af deres fysiske egenskaber foldes disse kæder sammen og danner en rumlig, tredimensionel struktur. Den genetiske kode bestemmer rækkefølgen af aminosyrerne i en sådan kæde.
De fleste humane celler indeholder serin i dens L-form. I modsætning hertil produceres D-serin i cellerne i nervesystemet - neuroner og gliaceller. I denne variant fungerer serin som en co-agonist: det binder sig til receptorerne i nerveceller og udløser derved et signal i neuronet, som det transmitterer som en elektrisk impuls til dens axon og frem til den næste nervecelle. På denne måde foregår informationsoverførslen i nervesystemet.
Et messenger-stof kan imidlertid ikke binde sig til enhver receptor efter ønske: I henhold til låse- og nøgleprincippet skal neurotransmittere og receptorer have egenskaber, der matcher hinanden. D-serin forekommer blandt andet som en co-agonist ved NMDA-receptorer. Selvom serin ikke er det vigtigste messenger-stof der, har det en forstærkende virkning på signaloverførsel.
Uddannelse, forekomst, egenskaber & optimale værdier
Serin er vigtigt for, at kroppen fungerer. Humane celler producerer serin ved at oxidere og aminere 3-phosphoglycerat, dvs. ved tilsætning af en aminogruppe. Serin er en af de neutrale aminosyrer: dens aminogruppe har en afbalanceret pH-værdi og er derfor hverken syre eller basisk. Derudover er serin en polær aminosyre.
Da det er en af byggestenene til alle humane proteiner, er det meget almindeligt. L-serien danner den naturlige variant af serin og forekommer primært ved en neutral pH-værdi på omkring syv. Denne pH-værdi er fremherskende i de menneskelige kropsceller, hvor serin behandles. L-serin er en zwitterion. En zwitterion dannes, når carboxylgruppen og aminogruppen reagerer med hinanden: protonet fra carboxylgruppen vandrer til aminogruppen, og der binder sig til det frie elektronpar.
Zwitterionen har både en positiv og negativ ladning og er ikke opladet som en helhed. Kroppen nedbryder ofte serin til glycin, som også er en aminosyre, der ligesom serin er neutral, men ikke-polær. Serin kan også producere pyruvat, der også er kendt som acetylforminsyre eller pyruvinsyre. Det er en keto-carboxylsyre.
Sygdomme og lidelser
I sin L-form forekommer serin i neuroner og gliaceller, og der spiller sandsynligvis en rolle i forskellige psykiske sygdomme. L-serin binder som en co-agonist til N-methyl-D-aspartatreceptorer eller NMDA-receptorer til kort. Det øger virkningen af neurotransmitter glutamat, der binder til NMDA-receptorer og derved aktiverer nervecellen.
Lærings- og hukommelsesprocesser afhænger af NMDA-receptorerne; det angiver ombygning af synaptiske forbindelser og ændrer derved nervesystemets struktur. Denne plasticitet udtrykkes som læring på makroniveau. Videnskab finder denne forbindelse relevant for mental sygdom. Psykiske sygdomme fører til adskillige funktionsnedsættelser, som ofte også inkluderer hukommelsesproblemer. Defekte indlæringsprocesser kan også bidrage til udviklingen af mental sygdom. Et eksempel på dette er depression. Depression fører til dårlig kognitiv ydeevne, især når det er meget alvorligt. Evnen til at lære og hukommelsespræstation forbedres dog igen, når depressionen aftager.
En nuværende teori antager, at den hyppige aktivering af visse nervebaner øger sandsynligheden for, at disse stier vil blive aktiveret hurtigere i tilfælde af fremtidig stimuli: stimulatærsklen falder. Denne overvejelse er baseret på en afblokering af receptorerne, hvilket kan forklare processen. I tilfælde af psykiske sygdomme som depression eller skizofreni kan der være en forstyrrelse i denne proces, som i det mindste kan forklare en del af de respektive symptomer. I denne sammenhæng bekræfter indledende undersøgelser effektiviteten af D-serin som et antidepressivt middel.
