Biokemiske og farmakologiske egenskaber ved biogene aminer

2.3 Biosyntese og funktioner

Biogene aminer opstår generelt som et resultat af frie aminosyre-decarboxyleringer med mikrobielle enzymer. Aminosyre-decarboxylering sker ved fjernelse af α-carboxylgruppen . De forekommer som følger: histamin fra histidinaminosyre, tyramin fra tyrosinaminosyre, tryptamin og serotonin fra tryptofanaminosyre, phenylethylamin fra phenylalaninaminosyre, putrescin fra ornithinaminosyre, cadaverin fra lysinaminosyre og agmatin fra argininaminosyre (figur 3) .

Biogene aminer spiller en væsentlig rolle i stabilisering af cellemembranen, immunfunktioner og forebyggelse af kroniske sygdomme, da de deltager i nukleinsyre- og proteinsyntesen . Desuden er de forbindelser skabt som vækstregulering (spermine, spermidin og cadaverin), neuraltransmission (serotonin) og inflammationsmediatorer (histamin og tyramin) .

Histamin, en standardkomponent i kroppen, består af histidinaminosyre som et resultat af histidin-decarboxylaseaktivitet afhængig af pyridoxalphosphat (Figur 3) . Histaminfordelingen og -koncentrationen, der findes i vævene hos alle hvirveldyr, er meget ustadig . Histamin varetager nogle funktioner i forbindelse med afbalancering af kropstemperaturen og regulering af mavevolumen, mavens pH-værdi og cerebrale aktiviteter, da det deltager i de essentielle funktioner såsom neurotransmission og vaskulær permeabilitet . Det spiller dog også en rolle i starten af allergiske reaktioner .

Tryptamin består af tryptofanaminosyre som følge af den aromatiske L-aminosyre-decarboxylaseaktivitet (figur 3) . Tryptamin er et monoaminalkaloid, der findes i planter, svampe og dyr . Tryptamin, der findes i spormængder i pattedyrs hjerner, øger blodtrykket samt spiller en rolle som neurotransmitter eller neuromodulator .

Aminosyren phenylalanin syntetiserer phenylethylamin gennem den aromatiske L-aminosyre-decarboxylase i mennesker, nogle svampe og bakterier samt flere plante- og dyrearter (figur 3) . Det fungerer som en neurotransmitter i det menneskelige centralnervesystem .

Tyramin, der består af tyrosinaminosyre som følge af tyrosindecarboxylaseaktivitet, findes generelt i lave mængder (figur 3) . Tyramin fører til flere fysiologiske reaktioner som f.eks. blodtryksstigning , vasokonstriktion , tyraminaktiv noradrenalinudskillelse osv. da det sympatiske nervesystem styrer flere funktioner i kroppen . Tyramin, der er lagret i neuronerne, forårsager stigning i tårer, spytdannelse og respiration samt mydriasis .

Tryptofan syntetiserer serotonin som følge af tryptophanhydroxylase- og aromatisk L-aminosyre-decarboxylase-enzymaktiviteter (figur 3) . Serotonin, en af de afgørende neurotransmittere i centralnervesystemet, spiller en rolle i masser af kritiske fysiologiske mekanismer såsom søvn, humørforstyrrelser, appetitregulering, seksuel adfærd, regulering af cerebral blodgennemstrømning og blod-hjernebarrierens permeabilitet .

Putrescin består af ornithinaminosyre som følge af ornithindecarboxylaseaktivitet. Desuden kan det syntetiseres af arginin gennem agmatin og carbamoylputrescin (Figur 3) . Putrescin, der produceres af bakterier og svampe, bidrager til cellevækst, celledeling og tumorigenese, da det er det indledende stof til spermidin og spermin .

Cadaverin, der syntetiseres af lysin som følge af lysindecarboxylaseenzymaktivitet, tager sig af diamin- og polyamindannelserne (figur 3) .

Spermidinsyntase katalyserer spermidindannelsen fra putrescin (figur 3) .

Spermidinsyntase katalyserer spermidindannelsen fra putrescin (figur 3) . Spermidin er en forløber for andre polyaminer såsom spermine og den strukturelle isomer termospermin . Spermidin regulerer flere vigtige biologiske processer (Na+-K+ ATPaz), beskytter membranpotentialet og kontrollerer den intracellulære pH-værdi og volumen . Desuden spiller spermidin, en polyamin, der findes i det cellulære stofskifte, en rolle i neuronale nitrogenoxidsyntasehæmninger og tarmvævets udvikling .

Spermin, hvis forløberaminosyre er ornithin, dannes fra spermidin gennem enzymet spermine-syntase (figur 3) . Spermin er til stede i flere organismer og væv, da det er en polyamin, der findes i alle eukaryote celler og har en rolle i det cellulære stofskifte . Det spiller en rolle i tarmvævets udvikling og stabiliserer den spiralformede struktur i virus .

Agmatin er en biogen amin, der dannes af arginin-decarboxylase-enzymaktiviteten af argininaminosyre (figur 3) . Agmatin deltager i polyaminmetabolismen over putrescinet hydrolyseret af agmatinenzymet og har flere funktioner såsom regulering af nitrogenoxidsyntese, polyaminmetabolisme og matrixmetalloproteinase- og enzymaktivitet, der fører til H2O2-produktion .