Serin je aminokislina, ki je ena od dvajsetih naravnih aminokisline in je nebistven. Oblika D serina deluje kot ko-agonist pri transdukciji nevronskih signalov in ima lahko vlogo pri različnih duševnih motnjah.
Kaj je serin?
Serin je aminokislina s strukturno formulo H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Pojavlja se v L-obliki in je ena izmed nebistvenih aminokisline, saj ga človeško telo lahko proizvede samo. Serine svoje ime dolguje latinski besedi "sericum", kar pomeni "svila". Svila lahko služi kot surovina za serin s tehnično obdelavo svilenega lepila sericin. Kot vsi aminokisline, serin ima značilno strukturo. Karboksilno skupino sestavlja atomsko zaporedje ogljika, kisik, kisik, vodik (COOH); karboksilna skupina kislo reagira, ko se odcepi H + ion. Druga atomska skupina je amino skupina. Sestavljen je iz enega dušik atom in dva vodik atomi (NH2). V nasprotju s karboksilno skupino amino skupina reagira alkalno z dodajanjem protona v prosti elektronski par dušik. Tako karboksilna skupina kot amino skupina sta pri vseh amino skupinah enaki kisline. Tretja atomska skupina je stranska veriga, do katere amino kisline dolgujejo svoje različne lastnosti.
Funkcija, učinek in naloge
Serin ima dve pomembni funkciji za človeško telo. Serin je kot aminokislina gradnik za beljakovin. Beljakovine so makromolekule in oblika encimi in hormoni kot tudi osnovni materiali, kot sta aktin in miozin, ki pobotati se mišice. The protitelesa od imunski sistem in hemoglobina, rdeča kri pigment, so tudi beljakovin. Poleg serina še devetnajst amino kisline obstajajo v naravnih beljakovinah. Zaradi posebne ureditve aminokislin nastanejo dolge beljakovinske verige. Zaradi svojih fizikalnih lastnosti se te verige zložijo in tvorijo prostorsko, tridimenzionalno strukturo. Genetska koda določa vrstni red aminokislin v takšni verigi. V večini človeških celic je serin prisoten v L-obliki. V celicah živčni sistem - nevroni in glijske celice - toda tvori se D-serin. V tej varianti serin deluje kot ko-agonist: veže se na receptorje živčnih celic in s tem sproži signal v nevronu, ki ga kot električni impulz prenaša na svoj akson in preide na naslednjega živčne celice. Na ta način prenos informacij poteka znotraj živčni sistem. Vendar se sel se ne more poljubno vezati na noben receptor: v skladu z načelom zaklepanja nevrotransmiter in receptor morata imeti ujemajoče se lastnosti. D-serin se med drugim pojavlja kot ko-agonist na receptorjih NMDA. Čeprav serin tam ni glavni sel, ima ojačevalni učinek na prenos signala.
Oblikovanje, pojavnost, lastnosti in optimalne ravni
Serin je bistvenega pomena za delovanje telesa. Človeške celice tvorijo serin z oksidacijo in aminiranjem 3-fosfoglicerata, to je z dodajanjem amino skupine. Serin spada v nevtralne aminokisline: njegova amino skupina ima uravnoteženo vrednost pH in zato ni ne kisla ne bazična. Poleg tega je serin polarna aminokislina. Ker je eden izmed gradnikov vseh človeških beljakovin, ga je zelo veliko. Serija L tvori naravno različico serina in se pojavlja predvsem pri nevtralnem pH približno sedem. Ta vrednost pH prevladuje v celicah človeškega telesa, kjer se serin predeluje. L-serin je zwitterion. Zwitterion nastane, ko karboksilna skupina in amino skupina medsebojno reagirata: Proton karboksilne skupine migrira v amino skupino in se tam veže na prosti elektronski par. Posledično ima zwitterion pozitiven in negativen naboj in je v celoti nenapolnjen. Telo serin pogosto razgradi na glicin, ki je tudi aminokislina, ki je tako kot serin nevtralna, a nepolarna. Poleg tega piruvat lahko nastane iz serina, ki ga imenujemo tudi acetil mravljinčna kislina ali piruvična kislina. To je ketokarboksilna kislina.
Bolezni in motnje
Serin se v obliki L nahaja v nevronih in glijskih celicah, kjer naj bi imel vlogo pri različnih duševnih motnjah. L-serin se veže kot soagonist na N-metil-D-aspartatne receptorje ali NMDA-receptorje in povečuje delovanje nevrotransmiter glutamat, ki se veže na receptorje NMDA in povzroči aktivacijo živčne celice. Izobraževanje in spomin procesi so odvisni od receptorjev NMDA; indeksira preoblikovanje sinaptičnih povezav in s tem spreminja strukturo živčni sistem. Ta plastičnost je izražena na makro ravni kot učenje. Znanost meni, da je ta povezava pomembna za duševna bolezen. Duševne bolezni vodi na številne funkcionalne okvare, ki pogosto vključujejo spomin težave. Napaka učenje procesi lahko prispevajo tudi k razvoju duševna bolezen. En primer tega je depresija. Zlasti v hudih depresija vodi do slabše kognitivne zmogljivosti. Vendar pa je učna sposobnost in spomin uspešnost se znova izboljša, ko depresija se umika. Trenutna teorija je, da pogosta aktivacija nekaterih živčnih poti poveča verjetnost, da se bodo te poti hitreje aktivirale kot odziv na prihodnje dražljaje: Dražilni prag se zmanjša. To sklepanje predpostavlja deblokado receptorjev, ki bi lahko razložila postopek. Pri duševnih boleznih, kot so depresija oz shizofrenija, v tem procesu lahko pride do motenj, ki bi lahko razložile vsaj del ustreznih simptomov. V tem okviru začetne študije podpirajo učinek D-serina kot antidepresiv.
