Серин

редактировать
Серин
Скелетная формула Серин при физиологическом pH
Имена
Название ИЮПАК Серин
Другие названия 2-амино-3-гидроксипропановая кислота
Идентификаторы
Номер CAS
3D-модель (JSmol )
ChEBI
ChEMBL
  • ChEMBL11298
ChemSpider
DrugBank
ECHA InfoCard 100.000.250 Измените это в Викиданных
Номер EC
  • 206 -130-6
IUPHAR / BPS
KEGG
PubChem CID
UNII
Панель управления CompTox (EPA )
InChI
УЛЫБКА
Свойства
Химическая формула C3H7NO3
Молярная масса 105,093 г · моль
Внешний видбелые кристаллы или порошок
Плотность 1,603 г / см (22 ° C)
точка плавления 246 ° C (475 ° F; 519 K) разлагает
Растворимость в воде растворимый
Кислотность (pK a)2,21 (карбоксил), 9,15 (амино)
Страница дополнительных данных
Структура и. свойства Показатель преломления (n),. Диэлектрическая проницаемость (εr) и т. Д.
Термодинамические. данныеФазовое поведение. твердое тело – жидкость– газ
Спектральные данные UV, IR, ЯМР, MS
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒ N (что такое ?)
Ссылки на информационное окно

Серин (символ Ser или S ) - это ɑ- аминокислота, которая используется в биосинтезе белков. Он содержит α- аминогруппу (которая находится в протонированной -NH. 3форме в биологических условиях), карбоксильную группу (которая находится в депротонированная форма –COO. в биологических условиях), и боковая цепь, состоящая из гидроксиметильной группы, классифицируя ее как полярную аминокислоту. Он может синтезироваться в организме человека при нормальных физиологических условиях, что делает его незаменимой аминокислотой. Он кодируется кодонами UCU, UCC, UCA, UCG, AGU и AGC.

Содержание

  • 1 Возникновение
  • 2 Биосинтез
  • 3 Синтез и промышленное производство
  • 4 Биологическая функция
    • 4.1 Метаболический
    • 4.2 Структурная роль
    • 4.3 Сигнализация
    • 4.4 Вкусовые ощущения
  • 5 Клиническая значимость
    • 5.1 Исследования для терапевтического использования
  • 6 См. Также
  • 7 Ссылки
  • 8 Внешние ссылки

Возникновение

(S) -серин (слева) и (R) -серин (справа) в цвиттерионной форме при нейтральном pH

. Это соединение является одной из встречающихся в природе протеиногенных аминокислот. Только L-стереоизомер естественным образом встречается в белках. Он несуществен для рациона человека, поскольку синтезируется в организме из других метаболитов, включая глицин. Серин был впервые получен из белка шелка, особенно богатого его источника, в 1865 году Эмилем Крамером. Его название происходит от латинского для шелка, sericum. Структура серина была установлена ​​в 1902 году. Источники пищи с высоким содержанием L -серина среди белков включают яйца, эдамаме, баранину, печень, свинину, лосось, сардины, морские водоросли, тофу.

Биосинтез.

Биосинтез серина начинается с окисления 3-фосфоглицерата (промежуточное соединение от гликолиза ) до 3-фосфогидроксипирувата и НАДН посредством фосфоглицератдегидрогеназы (EC 1.1.1.95 ). Восстановительное аминирование (трансаминирование) этого кетона с помощью фосфосеринтрансаминазы (EC 2.6.1.52 ) дает 3-фосфосерин (O-фосфосерин), который гидролизуется до серина. по фосфосеринфосфатазе (EC 3.1.3.3 ).

У бактерий, таких как E. coli эти ферменты кодируются генами serA (EC 1.1.1.95), serC (EC 2.6.1.52) и serB (EC 3.1.3.3).

Биосинтез серина

Биосинтез глицина : Серин гидроксиметилтрансфераза (SHMT = серинтрансгидроксиметилаза) также катализирует обратимые превращения L -серина в глицин (расщепление ретроальдола) и 5,6, От 7,8-тетрагидрофолата до 5,10-метилентетрагидрофолата (мТГФ) (гидролиз). SHMT представляет собой пиридоксальфосфат (PLP) фермент. Глицин также может быть образован из CO 2,NH4и mTHF в реакции, катализируемой глицинсинтазой.

Синтез и промышленное производство

Промышленно L -серин получают из глицин и метанол, катализируемые гидроксиметилтрансферазой.

Рацемический серин можно получить в лаборатории из метилакрилата в несколько этапов:

Синтез dl -serine.svg

Биологическая функция

Метаболический

Синтез цистеина из серина. Цистатионин-бета-синтаза катализирует верхнюю реакцию, а цистатионин-гамма-лиаза катализирует нижнюю реакцию.

Серин важен в метаболизме, поскольку он участвует в биосинтез пуринов и пиримидинов. Он является предшественником нескольких аминокислот, включая глицин и цистеин, а также триптофан в бактериях. Он также является предшественником множества других метаболитов, включая сфинголипиды и фолат, который является основным донором одноуглеродных фрагментов в биосинтезе.

Структурная роль

Серин играет важную роль в каталитической функции многих ферментов. Было показано, что это происходит в активных центрах химотрипсина, трипсина и многих других ферментов. Было показано, что так называемые нервно-паралитические газы и многие вещества, используемые в инсектицидах, действуют путем объединения с остатком серина в активном центре ацетилхолинэстеразы, полностью подавляя фермент.

Сериновые боковые цепи часто связаны водородными связями; наиболее частыми образующимися мелкими мотивами являются витки ST, мотивы ST (часто в начале альфа-спиралей) и звенья ST (обычно в середине альфа-спиралей).

Как компонент (остаток) белков его боковая цепь может подвергаться O-связанному гликозилированию, что может быть функционально связано с диабетом.

Это один из трех аминокислотных остатков, которые обычно фосфорилируются с помощью киназ во время передачи сигналов клетки у эукариот. Фосфорилированные сериновые остатки часто называют фосфосерином.

Сериновые протеазы представляют собой распространенный тип протеаз.

Передающий сигнал

D-серин, синтезируемый в нейронах серинрацемазой из L -серина (его энантиомер ), служит нейромодулятором за счет коактивации рецепторов NMDA, делая их способными открываться, если они затем также связывают глутамат. D-серин является сильным агонистом на сайте глицина (NR1) глутаматного рецептора NMDA-типа (NMDAR). Чтобы рецептор открылся, с ним должны связываться глутамат и либо глицин, либо D -серин; кроме того, нельзя связывать блокатор пор (например, Mg или Zn). Фактически, D -серин является более сильным агонистом сайта глицина на NMDAR, чем сам глицин.

D-серин до недавнего времени считался существующим только у бактерий; это была вторая аминокислота D, которая, как было обнаружено, естественным образом существует у людей и присутствует в мозге в качестве сигнальной молекулы вскоре после открытия D-аспартата. Если бы D аминокислоты были обнаружены у людей раньше, сайт глицина на рецепторе NMDA можно было бы вместо этого назвать сайтом D -серина. Помимо центральной нервной системы, D -серин играет сигнальную роль в периферических тканях и органах, таких как хрящи, почки и кавернозное тело.

Вкусовые ощущения

L-Серин сладок с незначительный умами и кислый вкус при высокой концентрации.

Чистый D -серин - это не совсем белый кристаллический порошок с очень слабым затхлым ароматом. D -Серин сладкий с дополнительным незначительным кисловатым привкусом при средних и высоких концентрациях.

Клиническое значение

Расстройства, связанные с дефицитом серина, представляют собой редкие дефекты биосинтеза аминокислоты L -серин. В настоящее время зарегистрированы три нарушения: дефицит 3-фосфоглицератдегидрогеназы, дефицит 3-фосфосеринфосфатазы и дефицит фосфосерин-аминотрансферазы. Эти дефекты ферментов приводят к тяжелым неврологическим симптомам, таким как врожденная микроцефалия и тяжелая психомоторная отсталость, а у пациентов с дефицитом 3-фосфоглицератдегидрогеназы, кроме того, к трудноизлечимым приступам. Эти симптомы в различной степени реагируют на лечение L -серином, иногда в сочетании с глицином. Ответ на лечение варьируется, а долгосрочные и функциональные результаты неизвестны. Чтобы обеспечить основу для улучшения понимания эпидемиологии, корреляции генотип / фенотип и исхода этих заболеваний, их влияния на качество жизни пациентов, а также для оценки диагностических и терапевтических стратегий, некоммерческой организацией Международная рабочая группа по нарушениям, связанным с нейротрансмиттерами (iNTD).

Исследования для терапевтического использования

Классификация L -серина как незаменимых аминокислот стал рассматриваться как условный, поскольку позвоночные животные, такие как люди, не всегда могут синтезировать оптимальные количества в течение всей продолжительности жизни. L -серин проходит одобренные FDA клинические испытания на людях в качестве возможного средства лечения бокового амиотрофического склероза, ALS (идентификатор ClinicalTrials.gov: NCT01835782). Метаанализ 2011 года показал, что дополнительный саркозин оказывает средний эффект на негативные и общие симптомы. Также есть свидетельства того, что L -серин может приобретать терапевтическую роль при диабете.

D-Серин изучается на грызунах как потенциальное средство от шизофрении. D -серин также имеет был описан как потенциальный биомаркер для ранней диагностики болезни Альцгеймера (AD) из-за относительно высокой его концентрации в спинномозговой жидкости вероятных пациентов с AD.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-08 01:10:49
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте