Производные аминокислот: биогенные амины

Многие важные нейромедиаторы являются продуктами декарбоксилирования ароматических аминокислот и глутаминовой кислоты и называются биогенными аминами. Реакции декарбоксилирование необратимы, коферментом декарбоксилаз является пиридоксальфосфат - витамин B6.

Часть тирозина, которая не используется в синтезе белков и не распадается до конечных продуктов, обеспечивает образование катехоламинов - дофамина, норадреналина и адреналина. Тирозин транспортируется в катехоламин-секретирующие нейроны и клетки мозгового слоя надпочечников. В нейронах черной субстанции и некоторых других областях мозга синтез продолжается только до дофамина, а в надпочечниках дофамин превращается в норадреналин и адреналин. Обмен катехоламинов осуществляют моноаминооксидаза и катехоламин-О-метилтрансфераза.

Триптофан является предшественником серотонина и мелатонина. Первый образуется двумя стадиями - гидроксилированием, катализируемым триптофан-5-монооксигеназой с кофактором тетрагидробиоптерином. Серотонин присутствует в тромбоцитах, ЖКТ, ядрах мозга, сетчатке. После высвобождения из серотонинергических нейронов большая часть высвобождаемого серотонина возвращается секретирующим клеткам. Некоторые антидепрессанты блокируют этот механизм, способствуя более длительному пребыванию серотонина в синаптической щели.

Мелатонин образуется из серотонина в эпифизе и сетчатке, в которых находится N-ацетилтрансфераза. Синтез и секреция мелатонина увеличиваются в течение темного периода суток и снижаются днём. Основное влияние мелатонина на эндокринную систему заключается в торможении секреции гонадотропинов. Также, снижается в меньшей степени секреция кортикотропина, тиреотропина, соматотропина. Под влиянием мелатонина повышается содержание ГАМК в ЦНС и серотонина в среднем мозге и гипоталамусе.

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) образуется путем декарбоксилирования L-глутамата под действием глутаматдекрабоксилазы, коферментом которой является пиридоксальфосфат. Преимущественно реакция проходит в сером веществе головного мозга. Катаболизм ГАМК заключается в потере аминогруппы, образования янтарного полуальдегида, который может либо восстановиться до гамма-оксимаслянной кислоты, либо окислиться до сукцината и вступит в ЦТК. ГАМК оказывает тормозящий эффект на деятельность ЦНС.

Гистамин играет важную роль во многих патологических процессах и образуется путем декарбоксилирования гистидина. Реакцию катализирует декарбоксилаза ароматических L-аминокислот. Гистамин образуется локально в местах воспаления и обеспечивает доставку крови к месту повреждения, оказывая сосудорасширяющее действие. Подобно другим аминам, гистамин окисляется с помощью флавин-зависимых МАО, локализованных преимущественно в митохондриях.

В начале амин окисляется с передачей водорода на ФАД и образованием аммиака и соответствующего альдегида, далее восстановленный кофермент окисляется молекулярным кислородом с образованием пероксида водорода. Ингибиторы МАО находят применением при лечении гипертонической болезни, депрессивных состояниях.

Источники:

David L. Nelson, Michael M. Cox – Lehninger Principles of Biochemistry, 6th edition, 2013.

В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович, “Биологическая химия”, 2008.

Комментарии: