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| 名前 | |||
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| IUPAC名
セリン
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| その他の名前
2-アミノ-3-ヒドロキシプロパン酸
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| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| チェムBL |
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| ケムスパイダー |
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| ドラッグバンク |
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| ECHA 情報カード | 100.000.250 | ||
| EC番号 |
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| ケッグ |
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パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ[2] | |||
| Ｃ３Ｈ７ＮＯ３ | |||
| モル質量 | 105.093 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 白い結晶または粉末 | ||
| 密度 | 1.603 g/cm3 （ 22℃） | ||
| 融点 | 246 °C (475 °F; 519 K) 分解する | ||
| 可溶性 | |||
| 酸性度（p Ka） | 2.21（カルボキシル）、9.15（アミノ）[1] | ||
| 補足データページ | |||
| セリン（データページ） | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
インフォボックス参照
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セリン（記号SerまたはS）[3] [4]は、タンパク質の生合成に用いられるα-アミノ酸である。セリンは、α-アミノ基（プロトン化された−NH+
3生物学的条件下で形成される）、カルボキシル基（脱プロトン化された−COO−
アミノ酸の一種で、生物学的条件下では不活性な構造をしており、側鎖はヒドロキシメチル基で構成されているため、極性アミノ酸に分類されます。通常の生理学的条件下では人体で合成できるため、非必須アミノ酸です。コドンUCU、UCC、UCA、UCG、AGU、AGC によってコードされます。
発生
この化合物はタンパク質構成アミノ酸の1つです。タンパク質にはL-立体異性体のみが天然に存在します。体内でグリシンなどの他の代謝物から合成されるため、人間の食事に必須ではありません。セリンは、1865年にエミール・クラマーによって、特に豊富な供給源である絹タンパク質から初めて得られました。 [5]その名前は、絹を意味するラテン語のsericumに由来しています。セリンの構造は1902年に確立されました。[6] [7]
生合成
セリンの生合成は、3-ホスホグリセリン酸（解糖系の中間体）がホスホグリセリン酸デヒドロゲナーゼ（EC 1.1.1.95）によって3-ホスホヒドロキシピルビン酸とNADHに酸化されることから始まります。このケトンはホスホセリントランスアミナーゼ（EC 2.6.1.52）によって還元アミノ化（アミノ基転移）され、 3-ホスホセリン（O-ホスホセリン）が生成され、ホスホセリンホスファターゼ（EC 3.1.3.3）によってセリンに加水分解されます。 [8] [9]
大腸菌などの細菌では、これらの酵素はserA（EC 1.1.1.95）、serC（EC 2.6.1.52）、serB（EC 3.1.3.3）遺伝子によってコードされています。[10]
セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ（SMHT）は、セリンからグリシン（逆アルドール分解）の生合成も触媒し、結果として生じるホルムアルデヒドシントンを5,6,7,8-テトラヒドロ葉酸に転移します。しかし、その反応は可逆的であり、過剰なグリシンをセリンに変換します。[11] SHMTはピリドキサールリン酸（PLP）依存性酵素です。[8]
合成と反応
工業的には、L-セリンはグリシンとメタノールからヒドロキシメチルトランスフェラーゼの触媒作用によって生産される。[12]
ラセミセリンは、実験室でメチルアクリレートからいくつかのステップを経て製造することができる：[13]
セリンを水素化するとジオールセリノールが得られる。
- HOCH 2 CH(NH 2 )CO 2 H + 2 H 2 → HOCH 2 CH(NH 2 )CH 2 OH + 2 H 2 O
生物学的機能
代謝
セリンはプリンとピリミジンの生合成に関与しており、代謝において重要である。グリシンやシステインなどのいくつかのアミノ酸、細菌中のトリプトファンの前駆体である。また、スフィンゴ脂質や葉酸など、他の多くの代謝産物の前駆体でもあり、葉酸は生合成における1炭素フラグメントの主な供与体である。[要出典]
シグナリング
ニューロン内でセリンラセマーゼによってL-セリン（そのエナンチオマー）から合成されるD-セリンは、NMDA受容体を共活性化することで神経調節物質として働き、グルタミン酸も結合すれば受容体が開くようになります。D-セリンは、標準的なジヘテロマーNMDA受容体のグリシン部位（NR1）に対する強力なアゴニストです。受容体が開くには、グルタミン酸とグリシンまたはD-セリンのいずれかが結合する必要があります。さらに、細孔ブロッカー（例：Mg 2+またはZn 2+）が結合してはなりません。[14]一部の研究では、 D-セリンはNMDARグリシン部位に対してグリシン自体よりも強力なアゴニストであることが示されています。[15] [16]しかし、D-セリンは、GluN3サブユニットのグリシン結合部位を介してt -NMDA受容体のアンタゴニスト/逆共アゴニストとして作用することが示されている。[17] [18]
リガンド
D-セリンは比較的最近まで細菌にのみ存在すると考えられていたが、D-アスパラギン酸の発見に続いて、ヒトに自然に存在することが発見された2番目のDアミノ酸であり、脳内のシグナル伝達分子として存在していた。Dアミノ酸がヒトでもっと早く発見されていたら、NMDA受容体のグリシン部位はD-セリン部位と名付けられていたかもしれない。[19]中枢神経系以外では、D-セリンは軟骨、 [20]腎臓、[21]および海綿体などの末梢組織や臓器でシグナル伝達の役割を果たしている。[22]
味覚
純粋なD-セリンは、かすかにカビ臭がするオフホワイトの結晶性粉末です。D- セリンは中濃度および高濃度では甘味があり、わずかに酸味もあります。[23]
臨床的意義
セリン欠乏症は、アミノ酸L -セリンの生合成における稀な欠陥です。現在、3 つの疾患が報告されています。
- 3-ホスホグリセリン酸脱水素酵素欠損症
- 3-ホスホセリンホスファターゼ欠損症
- ホスホセリンアミノトランスフェラーゼ欠損症
これらの酵素の欠陥は、先天性小頭症や重度の精神運動遅滞などの重度の神経症状を引き起こし、さらに3-ホスホグリセリン酸脱水素酵素欠損症の患者では難治性発作を引き起こします。これらの症状は、 L-セリン（グリシンと併用される場合もあります）による治療にさまざまな程度で反応します。[24] [25] 治療に対する反応はさまざまで、長期的および機能的な結果は不明です。これらの疾患の疫学、遺伝子型/表現型の相関関係、および転帰、患者の生活の質への影響についての理解を深め、診断および治療戦略を評価するための基礎を提供するために、非営利の神経伝達物質関連疾患に関する国際ワーキンググループ（iNTD）によって患者登録が確立されました。[26]
セリン生合成の阻害に加え、その輸送も阻害される可能性があります。一例には、痙性四肢麻痺、脳梁菲薄化、進行性小頭症などがあり、これらは中性アミノ酸トランスポーター Aの機能に影響を及ぼす変異によって引き起こされる疾患です。
治療目的の研究
L -セリンを非必須アミノ酸として分類することは、人間などの脊椎動物が生涯を通じて常に最適量を合成できるとは限らないため、条件付きであると考えられるようになった。 [27] L -セリンの安全性は、筋萎縮性側索硬化症（ ALS ）患者を対象としたFDA承認のヒト第I相臨床試験で実証されている（ClinicalTrials.gov識別子：NCT01835782）[28] [29]が、ALS症状の治療はまだ示されていない。2011年のメタアナリシスでは、補助的なサルコシンが統合失調症の陰性症状と全症状に対して中程度の効果を持つことが判明した。[30] L -セリンが糖尿病の治療に役立つ可能性があるという証拠もある。 [31]
D-セリンは統合失調症の潜在的な治療薬としてげっ歯類で研究されている。[32] D-セリンはアルツハイマー病（AD）の可能性のある患者の脳脊髄液中に比較的高濃度で存在するため、早期アルツハイマー病診断の潜在的なバイオマーカーとしても説明されている。[33]脳内で生成されるD-セリンは、側頭葉てんかんの動物モデルにおいてニューロン損失を軽減するt -NMDA受容体の拮抗薬/逆作動薬として働くことが示された。[34]
D-セリンは難聴や耳鳴りなどの感音性聴覚障害の潜在的な治療薬として理論化されている。[35]
参照
- イソセリン
- ホモセリン（イソトレオニン）
- セリンオクタマークラスター
参考文献
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セリンは機能的にはグリシンよりも強力なシナプスNMDAR活性化因子であり、神経精神疾患に関与する大脳辺縁系脳領域で主要なNMDAR共作動薬として機能していることを示唆する証拠が増えています。
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外部リンク
- セリン MS スペクトル