Serin er en aminosyre som er en av de tjue naturlige aminosyrer og er ikke-essensiell. D-formen av serin fungerer som en co-agonist i neuronal signaltransduksjon og kan spille en rolle i forskjellige psykiske lidelser.
Hva er Serine?
Serin er en aminosyre med strukturformelen H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. Det forekommer i L-form og er en av de ikke-essensielle aminosyrer, ettersom menneskekroppen kan produsere det selv. Serine skylder navnet sitt på det latinske ordet "sericum", som betyr "silke". Silke kan tjene som et råmateriale for serin ved teknisk bearbeiding av silkelim sericin. Som alle aminosyrer, serine har en karakteristisk struktur. Karboksylgruppen består av atomsekvensen karbon, oksygen, oksygen, hydrogen (COOH); karboksylgruppen reagerer surt når et H + ion skilles fra. Den andre atomgruppen er aminogruppen. Den består av en nitrogen atom og to hydrogen atomer (NH2). I motsetning til karboksylgruppen reagerer aminogruppen alkalisk ved å tilsette en proton til det frie elektronparet til nitrogen. Både karboksylgruppen og aminogruppen er den samme i all amino syrer. Den tredje atomgruppen er sidekjeden, til hvilken amino syrer skylder deres forskjellige egenskaper.
Funksjon, effekt og oppgaver
Serine har to viktige funksjoner for menneskekroppen. Som en aminosyre er serin en byggestein for proteiner. Proteiner er makromolekyler og form enzymer og hormoner så vel som grunnleggende materialer som aktin og myosin, som sminke muskler. De antistoffer av immunsystem og hemoglobin, det røde blod pigment, er også proteiner. I tillegg til serin, nitten andre amino syrer finnes i naturlige proteiner. Den spesifikke ordningen av aminosyrene resulterer i lange proteinkjeder. På grunn av sine fysiske egenskaper bretter disse kjedene seg og danner en romlig, tredimensjonal struktur. Den genetiske koden bestemmer rekkefølgen av aminosyrer i en slik kjede. I de fleste menneskelige celler er serin tilstede i sin L-form. I cellene i nervesystemet - nevronene og gliacellene - D-serin blir imidlertid dannet. I denne varianten fungerer serin som en co-agonist: den binder seg til reseptorene til nerveceller og utløser derved et signal i nevronet, som den overfører som en elektrisk impuls til dens axon og går videre til neste nervecelle. På denne måten skjer informasjonsoverføring innenfor nervesystemet. Et messenger-stoff kan imidlertid ikke binde seg til noen reseptor etter eget ønske: I henhold til lås-og-nøkkel-prinsippet nevrotransmitter og reseptor må ha samsvarende egenskaper. D-serin forekommer blant annet som en co-agonist ved NMDA-reseptorene. Selv om serine ikke er hovedbudskapet der, har det en forsterkende effekt på signaloverføring.
Dannelse, forekomst, egenskaper og optimale nivåer
Serin er viktig for kroppens funksjon. Menneskelige celler danner serin ved å oksidere og aminere 3-fosfoglyserat, det vil si ved tilsetning av en aminogruppe. Serin tilhører de nøytrale aminosyrene: dets aminogruppe har en balansert pH-verdi og er derfor verken sur eller basisk. I tillegg er serin en polær aminosyre. Siden det er en av byggesteinene til alle menneskelige proteiner, er det veldig rikelig. L-serien danner den naturlige varianten av serin og forekommer primært ved en nøytral pH på omtrent syv. Denne pH-verdien råder inne i kroppens celler der serin blir behandlet. L-serin er en zwitterion. En zwitterion dannes når karboksylgruppen og aminogruppen reagerer med hverandre: Protonen til karboksylgruppen migrerer til aminogruppen og binder seg til det frie elektronparet der. Som et resultat har zwitterionen både en positiv og en negativ ladning og er totalt utladet. Kroppen nedbryter ofte serin til glycin, som også er en aminosyre som, i likhet med serin, er nøytral, men ikke-polær. I tillegg, pyruvat kan dannes av serin, som også kalles acetyl maursyre eller pyruvinsyre. Dette er en ketokarboksylsyre.
Sykdommer og lidelser
I sin L-form finnes serin i nevroner og gliaceller, hvor det antas å spille en rolle i forskjellige psykiske lidelser. L-serin binder seg som en co-agonist til N-metyl-D-aspartatreseptorer, eller NMDA-reseptorer. Det forbedrer virkningen av nevrotransmitter glutamat, som binder seg til NMDA-reseptorene, forårsaker aktivering av nervecelle. Learning og minne prosesser avhenger av NMDA-reseptorer; det indekserer ombygging av synaptiske forbindelser, og endrer dermed strukturen til nervesystemet. Denne plastisiteten uttrykkes på makronivå som læring. Vitenskapen anser denne forbindelsen som relevant for psykisk sykdom. Psykiske sykdommer føre til mange funksjonshemninger, som ofte inkluderer minne problemer. Feil læring prosesser kan også bidra til utvikling av psykisk sykdom. Et eksempel på dette er depresjon. Spesielt når det er alvorlig, depresjon fører til dårligere kognitiv ytelse. Imidlertid læringsevne og minne ytelsen forbedres igjen når depresjon trekker seg. En aktuell teori er at hyppig aktivering av visse nevrale baner øker sannsynligheten for at disse banene vil bli aktivert raskere som svar på fremtidige stimuli: Stimuleringsterskelen synker. Dette resonnementet forutsetter en deblockering av reseptorer som kan forklare prosessen. Ved psykiske lidelser som depresjon eller schizofreni, kan det være en forstyrrelse i denne prosessen, som kan forklare i det minste en del av de respektive symptomene. I denne sammenheng støtter innledende studier effekten av D-serin som en antidepressant.
