سيرين

في سيرين هو حمض أميني واحد من عشرين حمضًا أمينيًا طبيعيًا وليس ضروريًا. يعمل الشكل D من السيرين كمساعد مساعد في الإشارات العصبية وقد يلعب دورًا في العديد من الأمراض العقلية.

ما هو سيرين

سيرين هو حمض أميني مع الصيغة الهيكلية H2C (OH) -CH (NH2) -COOH. يحدث في شكل L وهو أحد الأحماض الأمينية غير الأساسية ، حيث يمكن لجسم الإنسان إنتاجه بنفسه. تدين سيرين باسمها للكلمة اللاتينية "sericum" ، والتي تعني "الحرير".

يمكن أن يكون الحرير بمثابة مادة خام للسيرين من خلال المعالجة الفنية لغراء الحرير السيريسين. مثل جميع الأحماض الأمينية ، يحتوي السيرين على بنية مميزة. تتكون مجموعة الكربوكسيل من التسلسل الذري للكربون والأكسجين والأكسجين والهيدروجين (COOH) ؛ تتفاعل مجموعة الكربوكسيل مع الأحماض عندما ينفصل أيون H +. المجموعة الثانية من الذرات هي المجموعة الأمينية. يتكون من ذرة نيتروجين واحدة وذرتين هيدروجين (NH2).

على عكس مجموعة الكربوكسيل ، فإن المجموعة الأمينية لديها تفاعل أساسي من حيث أنها تربط بروتونًا بزوج النيتروجين الوحيد من الإلكترونات. كل من مجموعة الكربوكسيل والمجموعة الأمينية هي نفسها لجميع الأحماض الأمينية. المجموعة الثالثة من الذرات هي السلسلة الجانبية التي تدين لها الأحماض الأمينية بخصائصها المختلفة.

الوظيفة والتأثير والمهام

للسيرين وظيفتان مهمتان لجسم الإنسان. السيرين ، باعتباره أحد الأحماض الأمينية ، هو اللبنة الأساسية للبروتينات ، والبروتينات هي جزيئات كبيرة وتشكل الإنزيمات والهرمونات بالإضافة إلى المواد الأساسية مثل الأكتين والميوسين التي تشكل العضلات.

الأجسام المضادة لجهاز المناعة والهيموجلوبين ، صبغة الدم الحمراء ، هي أيضًا بروتينات. بالإضافة إلى السيرين ، هناك تسعة عشر حمضًا أمينيًا آخر موجود في البروتينات الطبيعية. يخلق الترتيب المحدد للأحماض الأمينية سلاسل بروتينية طويلة. نظرًا لخصائصها الفيزيائية ، فإن هذه السلاسل تطوى وتشكل بنية مكانية ثلاثية الأبعاد. يحدد الكود الجيني ترتيب الأحماض الأمينية داخل هذه السلسلة.

تحتوي معظم الخلايا البشرية على سيرين في شكلها L. في المقابل ، يتم إنتاج D-serine في خلايا الجهاز العصبي - الخلايا العصبية والخلايا الدبقية. في هذا المتغير ، يعمل السيرين كمنبه مساعد: فهو يرتبط بمستقبلات الخلايا العصبية وبالتالي يطلق إشارة في الخلية العصبية تنقلها كنبضة كهربائية إلى محورها العصبي وتتجه إلى الخلية العصبية التالية. بهذه الطريقة ، يتم نقل المعلومات داخل الجهاز العصبي.

ومع ذلك ، لا يمكن للمادة المرسال أن ترتبط بكل مستقبل حسب الرغبة: وفقًا لمبدأ القفل والمفتاح ، يجب أن يكون للناقلات العصبية والمستقبلات خصائص تتطابق مع بعضها البعض. يحدث D-serine ، من بين أمور أخرى ، كعامل مساعد في مستقبلات NMDA. على الرغم من أن السيرين ليس مادة المرسل الرئيسية هناك ، إلا أنه له تأثير معزز على إرسال الإشارات.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

السيرين ضروري لعمل الجسم. تنتج الخلايا البشرية السيرين عن طريق أكسدة 3-فوسفوجليسيرات ، أي عن طريق إضافة مجموعة أمينية. السيرين هو أحد الأحماض الأمينية المحايدة: تحتوي مجموعته الأمينية على قيمة pH متوازنة وبالتالي فهي ليست حمضية ولا أساسية. بالإضافة إلى ذلك ، السيرين هو حمض أميني قطبي.

نظرًا لأنه أحد اللبنات الأساسية لجميع البروتينات البشرية ، فهو شائع جدًا. تشكل السلسلة L المتغير الطبيعي للسيرين وتحدث بشكل أساسي عند قيمة pH محايدة تبلغ حوالي سبعة. تسود قيمة الأس الهيدروجيني هذه داخل خلايا جسم الإنسان ، حيث تتم معالجة السيرين. L- سيرين هو zwitterion. يتم تشكيل zwitterion عندما تتفاعل مجموعة الكربوكسيل والمجموعة الأمينية مع بعضها البعض: ينتقل بروتون مجموعة الكربوكسيل إلى المجموعة الأمينية ويرتبط هناك بزوج الإلكترون الحر.

يحتوي zwitterion على شحنة موجبة وسالبة وغير مشحون ككل. غالبًا ما يكسر الجسم السيرين إلى الجلايسين ، وهو أيضًا حمض أميني ، مثل السيرين ، محايد ولكنه غير قطبي. يمكن للسيرين أيضًا إنتاج البيروفات ، والذي يُعرف أيضًا باسم حمض الأسيتيل فورميك أو حمض البيروفيك. وهو حمض الكيتو الكربوكسيل.

الأمراض والاضطرابات

يحدث السيرين في شكله L في الخلايا العصبية والخلايا الدبقية وربما يلعب دورًا في العديد من الأمراض العقلية. يرتبط L-serine كمحفز مشارك لمستقبلات N-methyl-D-aspartate ، أو مستقبلات NMDA لفترة قصيرة. يزيد من تأثير الناقل العصبي الغلوتامات ، الذي يرتبط بمستقبلات NMDA وبالتالي ينشط الخلية العصبية.

تعتمد عمليات التعلم والذاكرة على مستقبلات NMDA ؛ يشير إلى إعادة تشكيل الوصلات المشبكية وبالتالي يغير بنية الجهاز العصبي. يتم التعبير عن هذه اللدونة على أنها تعلم على المستوى الكلي. يعتبر العلم هذا الارتباط وثيق الصلة بالمرض العقلي. تؤدي الأمراض العقلية إلى العديد من الإعاقات الوظيفية ، والتي غالبًا ما تشمل أيضًا مشاكل في الذاكرة. يمكن أن تساهم عمليات التعلم الخاطئة أيضًا في تطور المرض العقلي. مثال على ذلك هو الاكتئاب. يؤدي الاكتئاب إلى ضعف الأداء الإدراكي ، خاصة عندما يكون شديدًا. ومع ذلك ، تتحسن القدرة على التعلم وأداء الذاكرة مرة أخرى عندما ينحسر الاكتئاب.

تفترض النظرية الحالية أن التنشيط المتكرر لمسارات عصبية معينة يزيد من احتمالية تنشيط هذه المسارات بشكل أسرع في حالة حدوث محفزات مستقبلية: تنخفض عتبة التحفيز. يعتمد هذا الاعتبار على إزالة قفل المستقبلات ، مما قد يفسر العملية. في حالة الأمراض العقلية مثل الاكتئاب أو الفصام ، قد يكون هناك اضطراب في هذه العملية ، والذي يمكن أن يفسر على الأقل جزءًا من الأعراض ذات الصلة. في هذا السياق ، تؤكد الدراسات الأولية فعالية D-serine كمضاد للاكتئاب.