Biokemiska och farmakologiska egenskaper hos biogena aminer

2.3 Biosyntes och funktioner

Biogena aminer uppstår i allmänhet som ett resultat av dekarboxylering av fria aminosyror med mikrobiella enzymer. Aminosyradekarboxylering sker genom att α-karboxylgruppen avlägsnas . De förekommer på följande sätt: histamin från histidinaminosyra, tyramin från tyrosinaminosyra, tryptamin och serotonin från tryptofanaminosyra, fenyletylamin från fenylalaninaminosyra, putrescin från ornitinaminosyra, kadaverin från lysinaminosyra och agmatin från argininaminosyra (figur 3) .

Biogena aminer spelar en väsentlig roll för stabilisering av cellmembranen, immunfunktioner och förebyggande av kroniska sjukdomar, eftersom de deltar i nukleinsyra- och proteinsyntesen . Dessutom är de föreningar som skapas som tillväxtreglering (spermine, spermidin och kadaverin), neuraltransmission (serotonin) och inflammationsmediatorer (histamin och tyramin) .

Histamin, en standardkomponent i kroppen, består av histidinaminosyra som ett resultat av histidin-dekarboxylasaktivitet som beror på pyridoxalfosfat (figur 3) . Histaminfördelningen och koncentrationen som finns i vävnaderna hos alla ryggradsdjur är mycket instabila . Histamin ansvarar för vissa funktioner som rör balansering av kroppstemperaturen och reglering av magvolymen, magens pH-värde och hjärnans aktiviteter eftersom det deltar i viktiga funktioner som neurotransmission och kärlpermeabilitet . Det spelar dock också en roll för att starta allergiska reaktioner.

Tryptamin består av tryptofanaminosyran som ett resultat av den aromatiska L-aminosyradekarboxylasaktiviteten (figur 3) . Tryptamin är en monoaminalkaloid som finns i växter, svampar och djur . Tryptamin, som finns i spårmängder i däggdjurshjärnor, ökar blodtrycket samt spelar en roll som neurotransmittor eller neuromodulator .

Fenylalaninaminosyran syntetiserar fenyletylamin genom det aromatiska L-aminosyradekarboxylaset hos människor, vissa svampar och bakterier samt flera växt- och djurarter (figur 3) . Det fungerar som en neurotransmittor i människans centrala nervsystem .

Tyramin, som består av tyrosinaminosyra som ett resultat av tyrosindekarboxylasaktivitet, finns i allmänhet i låga mängder (figur 3) . Tyramin leder till flera fysiologiska reaktioner såsom blodtrycksökning, vasokonstriktion , tyraminaktiv noradrenalinutsöndring etc., eftersom det sympatiska nervsystemet kontrollerar flera funktioner i kroppen . Tyramin, som lagras i neuronerna, orsakar ökad tårbildning, salivation och andning samt mydriasis .

Tryptofan syntetiserar serotonin som ett resultat av enzymaktiviteterna tryptofanhydroxylas och aromatisk L-aminosyradekarboxylas (figur 3) . Serotonin, en av de viktiga neurotransmittorerna i det centrala nervsystemet, spelar en roll i många kritiska fysiologiska mekanismer som sömn, humörstörningar, aptitreglering, sexuellt beteende, reglering av det cerebrala blodflödet och blod-hjärnbarriärens genomsläpplighet .

Putrescin består av ornitinaminosyra som ett resultat av ornitindekarboxylasaktivitet. Dessutom kan det syntetiseras av arginin genom agmatin och carbamoylputrescin (figur 3) . Putrescin, som produceras av bakterier och svampar, bidrar till celltillväxt, celldelning och tumörigenes eftersom det är den preliminära substansen för spermidin och spermin .

Cadaverin, som syntetiseras av lysin som ett resultat av lysindekarboxylasenzymaktivitet, tar hand om diamin- och polyaminbildningarna (figur 3) .

Spermidinsyntas katalyserar spermidinbildning från putrescin (figur 3) . Spermidin är en prekursor till andra polyaminer såsom spermine och den strukturella isomeren termospermin . Spermidin reglerar flera viktiga biologiska processer (Na+-K+ ATPaz), skyddar membranpotentialen och kontrollerar det intracellulära pH-värdet och volymen . Dessutom har spermidin, ett polyamin som finns i den cellulära ämnesomsättningen, en roll i neuronala kväveoxidsynteshämmningar och utvecklingen av tarmvävnad .

Spermin, vars prekursoraminosyra är ornitin, bildas från spermidin genom enzymet spermine-syntas (figur 3) . Spermin finns i flera organismer och vävnader, eftersom det är ett polyamin som finns i alla eukaryota celler och har en roll i den cellulära metabolismen . Det spelar en roll i utvecklingen av tarmvävnaden och stabiliserar den spiralformade strukturen i virus .

Agmatin är en biogen amin som bildas genom arginindekarboxylasenzymaktivitet av argininaminosyran (figur 3) . Agmatin deltar i polyaminmetabolismen över det putrescin som hydrolyseras av agmatinenzymet och har flera funktioner såsom reglering av kväveoxidsyntesen, polyaminmetabolism och matrismetalloproteinas och enzymaktivitet som leder till H2O2-produktion .