Biokemiallisten amiinien biokemialliset ja farmakologiset ominaisuudet

2.3 Biosynteesi ja toiminnot

Biogeeniset amiinit syntyvät yleensä vapaiden aminohappojen dekarboksylaatioiden tuloksena mikrobien entsyymien avulla. Aminohappojen dekarboksylaatio tapahtuu poistamalla α-karboksyyliryhmä . Niitä esiintyy seuraavasti: histamiini histidiiniaminohaposta, tyramiini tyrosiiniaminohaposta, tryptamiini ja serotoniini tryptofaaniaminohaposta, fenyylietyyliamiini fenyylialaniiniaminohaposta, putressiini ornitiiniaminohaposta, kadaveriini lysiiniaminohaposta ja agmatiini arginiiniaminohaposta (kuva 3) .

Biogeenisillä amiineilla on olennainen rooli solukalvojen stabiloinnissa, immuunitoiminnoissa ja kroonisten sairauksien ehkäisyssä, sillä ne osallistuvat nukleiinihappo- ja proteiinisynteesiin . Lisäksi ne ovat yhdisteitä, joita syntyy kasvun säätelyyn (spermiini, spermidiini ja kadaveriini), hermoston välittämiseen (serotoniini) ja tulehduksen välittäjinä (histamiini ja tyramiini) .

Histamiini, elimistön vakiokomponentti, koostuu histidiini-aminohaposta histidiinidekarboksylaasiaktiivisuuden tuloksena pyridoksialifosfaatista riippuen (kuva 3) . Histamiinin jakautuminen ja pitoisuus kaikkien selkärankaisten kudoksissa on hyvin epävakaata . Histamiini vastaa joistakin toiminnoista, jotka liittyvät ruumiinlämmön tasapainottamiseen ja mahalaukun tilavuuden, mahalaukun pH:n ja aivotoiminnan säätelyyn, koska se osallistuu keskeisiin toimintoihin, kuten neurotransmissioon ja verisuonten läpäisevyyteen . Sillä on kuitenkin myös merkitystä allergisten reaktioiden käynnistymisessä .

Tryptamiini koostuu tryptofaani-aminohaposta aromaattisen L-aminohapon dekarboksylaasiaktiivisuuden seurauksena (kuva 3) . Tryptamiini on monoamiinialkaloidi, jota esiintyy kasveissa, sienissä ja eläimissä . Nisäkkäiden aivoissa pieninä määrinä esiintyvä tryptamiini nostaa verenpainetta sekä toimii välittäjäaineena tai neuromodulaattorina .

Fenyylialaniinin aminohappo syntetisoi fenyylietyyliamiinia aromaattisen L-aminohapon dekarboksylaasin avulla ihmisissä, joissakin sienissä ja bakteereissa sekä useissa kasvi- ja eläinlajeissa (kuva 3) . Se toimii välittäjäaineena ihmisen keskushermostossa .

Tyramiinia, joka koostuu tyrosiini-aminohaposta tyrosiinidekarboksylaasiaktiivisuuden tuloksena, esiintyy yleensä vähäisiä määriä (kuva 3) . Tyramiini johtaa useisiin fysiologisiin reaktioihin, kuten verenpaineen nousuun, verisuonten supistumiseen , tyramiinin aktiiviseen noradrenaliinin eritykseen jne. koska sympaattinen hermosto ohjaa useita kehon toimintoja . Neuroneihin varastoitunut tyramiini aiheuttaa kyynelnesteen, syljenerityksen ja hengityksen lisääntymistä sekä mydriaasia .

Tryptofaani syntetisoi serotoniinia tryptofaanihydroksylaasi- ja aromaattisen L-aminohappodekarboksylaasi-entsyymin toiminnan seurauksena (kuva 3) . Serotoniinilla, joka on yksi keskushermoston keskeisistä välittäjäaineista, on rooli monissa kriittisissä fysiologisissa mekanismeissa, kuten unessa, mielialahäiriöissä, ruokahalun säätelyssä, seksuaalisessa käyttäytymisessä, aivoverenkierron säätelyssä ja veri-aivoesteen läpäisevyydessä .

Putressiini koostuu ornitiini-aminohaposta ornitiinidekarboksylaasiaktiivisuuden tuloksena. Lisäksi sitä voidaan syntetisoida arginiinista agmatiinin ja karbamoyyliputressiinin kautta (kuva 3) . Bakteerien ja sienten tuottama putressiini edistää solujen kasvua, solunjakautumista ja kasvainten syntyä, sillä se on spermidiinin ja spermiinin esiaste .

Kadaveriini, joka syntetisoituu lysiinistä lysiindekarboksylaasientsyymin aktiivisuuden tuloksena, ottaa vastuulleen diamiinin ja polyamiinin muodostumisen (kuva 3) .

Spermidiinisyntaasi katalysoi spermidiinin muodostumista putressiinista (kuva 3) . Spermidiini on muiden polyamiinien, kuten spermiinin ja rakenneisomeerin termospermiinin, esiaste . Spermidiini säätelee useita keskeisiä biologisia prosesseja (Na+-K+ ATPaz), suojaa kalvopotentiaalia ja säätelee solunsisäistä pH:ta ja tilavuutta . Lisäksi spermidiinillä, solujen aineenvaihdunnassa esiintyvällä polyamiinilla, on merkitystä hermoston typpioksidisyntaasin estossa ja suolistokudoksen kehityksessä .

Spermiini, jonka esiaste-aminohappo on ornitiini, muodostuu spermidiinistä spermiinisyntaasientsyymin kautta (kuva 3) . Spermiiniä esiintyy useissa organismeissa ja kudoksissa, sillä se on polyamiini, jota esiintyy kaikissa eukaryoottisoluissa ja jolla on rooli solujen aineenvaihdunnassa . Sillä on merkitystä suolistokudoksen kehityksessä ja se vakauttaa virusten kierteistä rakennetta .

Agmatiini on biogeeninen amiini, joka muodostuu arginiinidekarboksylaasi-entsyymin aktiivisuudesta arginiini-aminohaposta (kuva 3) . Agmatiini osallistuu polyamiiniaineenvaihduntaan agmatiini-entsyymin hydrolysoiman putressiinin yli, ja sillä on useita tehtäviä, kuten typpioksidisynteesin säätely, polyamiiniaineenvaihdunta ja matriksin metalloproteinaasi- ja entsyymiaktiivisuus, joka johtaa H2O2-tuotantoon .