Serine

På Serine det är en aminosyra som är en av de tjugo naturliga aminosyrorna och inte är nödvändig. D-formen av serin fungerar som en co-agonist vid neuronal signalering och kan spela en roll i olika psykiska sjukdomar.

Vad är serin?

Serin är en aminosyra med strukturformeln H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Det förekommer i L-formen och är en av de icke-essentiella aminosyrorna, eftersom människokroppen kan producera den själv. Serine är skyldigt det latinska ordet "sericum", vilket betyder "siden".

Silke kan tjäna som ett råmaterial för serin genom teknisk bearbetning av sericine silke lim. Som alla aminosyror har serin en karakteristisk struktur. Karboxylgruppen består av atomsekvensen kol, syre, syre, väte (COOH); karboxylgruppen reagerar sur när en H + -jon är uppdelad. Den andra gruppen atomer är aminogruppen. Den består av en kväveatom och två väteatomer (NH2).

I motsats till karboxylgruppen har aminogruppen en basisk reaktion genom att den fäster en proton till det kväve ensamma paret av elektroner. Både karboxylgruppen och aminogruppen är desamma för alla aminosyror. Den tredje gruppen atomer är sidokedjan, till vilken aminosyrorna är skyldiga deras olika egenskaper.

Funktion, effekt och uppgifter

Serine har två viktiga funktioner för människokroppen. Som aminosyra är serin ett byggsten för proteiner Proteiner är makromolekyler och bildar enzymer och hormoner samt basiska substanser som aktin och myosin som utgör muskler.

Immunsystemets antikroppar och hemoglobin, det röda blodpigmentet, är också proteiner. Förutom serin finns det nitton andra aminosyror som förekommer i naturliga proteiner. Det specifika arrangemanget av aminosyrorna skapar långa proteinkedjor. På grund av deras fysiska egenskaper veckas dessa kedjor och bildar en rumslig, tredimensionell struktur. Den genetiska koden bestämmer ordningen på aminosyrorna i en sådan kedja.

De flesta humana celler innehåller serin i dess L-form. Däremot produceras D-serin i nervsystemets celler - nervceller och gliaceller. I denna variant fungerar serin som en co-agonist: den binder till nervcellsreceptorer och utlöser därmed en signal i nervcellen som den överför som en elektrisk impuls till sin axon och framåt till nästa nervcell. På detta sätt sker informationsöverföringen i nervsystemet.

Emellertid kan ett budbärarämne inte binda till varje receptor när som helst: Enligt lås- och nyckelprincipen måste neurotransmittorer och receptorer ha egenskaper som matchar varandra. D-serin förekommer bland annat som en co-agonist vid NMDA-receptorer. Även om serin inte är det viktigaste budbärarämnet där, har det en förstärkande effekt på signalöverföring.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Serin är viktigt för att kroppen ska fungera. Mänskliga celler producerar serin genom att oxidera och aminera 3-fosfoglycerat, det vill säga genom att tillsätta en aminogrupp. Serin är en av de neutrala aminosyrorna: dess aminogrupp har ett balanserat pH-värde och är därför varken surt eller basiskt. Dessutom är serin en polär aminosyra.

Eftersom det är en av byggstenarna för alla humana proteiner är det mycket vanligt. L-serien utgör den naturliga varianten av serin och förekommer huvudsakligen vid ett neutralt pH-värde på cirka sju. Detta pH-värde råder inuti de mänskliga kroppens celler, i vilka serin behandlas. L-serin är en zwitterion. En zwitterion skapas när karboxylgruppen och aminogruppen reagerar med varandra: protonen för karboxylgruppen migrerar till aminogruppen och där binds till det fria elektronparet.

Zwitterionen har därför både en positiv och en negativ laddning och är inte laddad som en helhet. Kroppen bryter ofta serin till glycin, som också är en aminosyra som, liksom serin, är neutral men icke-polär. Serin kan också producera pyruvat, som också kallas acetylforminsyra eller pyruvinsyra. Det är en ketokarboxylsyra.

Sjukdomar och störningar

I sin L-form förekommer serin i nervceller och gliaceller och det spelar förmodligen en roll i olika psykiska sjukdomar. L-serin binder som en co-agonist till N-metyl-D-aspartatreceptorer, eller NMDA-receptorer för kort. Det förstärker effekten av neurotransmitter glutamat, som binder till NMDA-receptorer och därmed aktiverar nervcellerna.

Lärande och minnesprocesser beror på NMDA-receptorerna; det indikerar ombyggnad av synaptiska anslutningar och därmed förändrar nervsystemets struktur. Denna plasticitet uttrycks som lärande på makronivå. Vetenskapen anser att denna koppling är relevant för psykisk sjukdom. Psykiska sjukdomar leder till många funktionsnedsättningar, som ofta också innehåller minnesproblem. Felaktiga inlärningsprocesser kan också bidra till utvecklingen av mental sjukdom. Ett exempel på detta är depression. Depression leder till dålig kognitiv prestanda, särskilt när det är mycket allvarligt. Men förmågan att lära sig och minne förbättras igen när depressionen avtar.

En aktuell teori antar att den frekventa aktiveringen av vissa nervvägar ökar sannolikheten för att dessa vägar kommer att aktiveras snabbare i händelse av framtida stimuli: stimulatröskeln sjunker. Detta övervägande baseras på en avblockering av receptorerna, vilket kan förklara processen. Vid psykiska sjukdomar som depression eller schizofreni kan det förekomma en störning i denna process, vilket kan förklara åtminstone en del av respektive symtom. I detta sammanhang bekräftar initiala studier effekten av D-serin som ett antidepressivt medel.