Функции серина

Аминокислота серин и ее функции в организме человека. Для чего нужен серин? В чем польза серина? Какие источники серина и какие продукты питания содержат серин? Прочитайте статью до конца, и вы узнаете все об этом соединении. С вами Галина Батуро и аминокислота серин.

L — Серин – заменимая протеиногенная алкоаминокислота. Это значит, что серин — органическое соединение, имеющее кроме аминной головы  NH2 и карбоксильного хвоста COOH спиртовую группу ОН в радикале.

D- серин не входит в состав белков, зато является нейромедиатором в головном мозге.

Структурная формула серина

Углеродный скелет серина, так же как аланина представлен двумя углеродными последовательностями, но у второго углерода (в β-положении) один водород замещен спиртовой группой ОН, поэтому серин классифицируют как алко-аминокислота. Спиртовой хвост придает молекуле серина как гидрофильные, так и липофильные свойства, т.е. серин может растворяться как в воде, так и в жирах. В составе белка серин может находиться как на поверхности глобулы, так и во внутренней ее части. Алко-группа ОН серина стабилизирует вторичную и третичную структуру белка за счет водородных связей. Остаток серина в белковой цепочке за счет своей высокой химической активности способен образовывать промежуточные соединения, поэтому серин входит в состав активных центров многих ферментов.

Как протеиногенная аминокислота, серин является структурной частью многих белков, что обуславливает множественность его функций.

Являясь заменимой аминокислотой, серин может синтезироваться в организме, но достаточное количество его поступает извне с пищей.

Биосинтез серина

Попадая в желудочно-кишечный тракт, серин в присутствии витаминов группы В превращается в глицин, в таком виде всасывается,  а потом ресинтезируется вновь.

Серин образуется в организме двумя разными метаболическими путями.

1. Синтез из другой аминокислоты. В качестве первичного источника может выступать аминокислота глицин.  Глицин – заменимая аминокислота, она синтезируется в организме, однако ее источником по большей части является серин. В организме работает глицино-сериновый цикл взаимопревращений.
2. До недавнего времени считалось, что источником глицина может выступать незаменимая аминокислота треонин, которая под действием фермента ТреонинАльдолазы якобы расщеплялась до глицина и ацетальдегида. В дальнейшем глицин мог идти на синтез серина. В настоящее время выяснилось, что фермент ТреонинАльдолаза расщепляет не треонин, а аллотреонин, который не содержится в белках, и соответственно практически не играет роли в работе биохимического конвейера (1).

Синтез серина из глицина идет в почках, после чего серин выделяется в плазму крови, откуда его активно прибирают мышцы, которым он необходим в качестве дров для печки. При физической работе серин мобилизуется из мышц, и превращается в глюкозу, которая может запасаться в виде гликогена в печени и непосредственно мышцах. Резерв гликогена невелик, и избыток глюкозы перерабатывается на жир. Такая печаль.

Реакция синтеза серина из глицина легко обратима. В зависимости от нужды, организм то перегоняет глицин на серин, то – наоборот. Эти превращения идут в присутствии  фолиевой кислоты (витамин B 9), без нее биохимический конвейер тормозит.  Фолиевая кислота в больших количествах содержится в зеленых частях растений, поэтому заедать белковый продукт пучком зелени – весьма полезно.

1. 2. Другой  путь – синтез из трифосфоглицерата, продукта углеводного обмена, к которому присоединяется аминогруппа, добытая из глутаминовой кислоты. Глутаминовой кислоты в организме – хоть лопатой греби. 3-ФосфоГлицерат образуется из глюкозы в процессе гликолиза, т.е. распада глюкозы с выделением энергии. Промежуточный продукт распада глюкозы — 3-ФосфоГлицерат может подхватить амминую голову от глутаминовой кислоты и превратиться в аминокислоту серин.

Реакция синтеза серина идет в 3 этапа.

• На 1 этапе образовавшийся из глюкозы 3-ФосфоГлицерат под действием фермента дегидрогеназы теряет протон, который подхватывает НАД+.

• На 2-ом этапе образовавшийся 3-ФосфоГидроксиПируват приобретает аминную голову, которую услужливо предоставляет Глутамат. В обмен Глутамат получает кислород, и  превращается в альфа-КетоГлутарат. Реакция идет в присутствии фермента аминотрансферазы и пиридоксальфосфата (активная форма витамина B6).

• На 3-ем этапе фермент фосфатаза откусывает остаток фосфорной кислоты у 3-ФосфоСерина, и он превращается в серин.

Ферменты биосинтеза серина находятся под гормональным контролем. Значительно усиливает их активность тестостерон – мужской половой гормон.

Эта засада подстерегает многих людей, свято верящих в голодные и безуглеводистые диеты, как способ контроля веса. Глюкоза необходима для организма, ибо она обеспечивает энергией нервные клетки. Головной мозг не способен работать на жирных кислотах -  так мы устроены. Как только уровень глюкозы в крови падает до концентрации, когда нервные клетки начинают голодать, мозг посылает сигнал: вынь да положь мне сахар! А где его взять? Да перегнать глюкогенные аминокислоты, они затем и запасены в виде мышечного белка. И вот серин вместе с другими собратьями по глюконеогенезу из белка превращается в сахар, которым питается мозг. И что получилось? А получилось, что мышцы сгорели, обмен веществ притормозился, а жир – как был, так и остался. Замедление обмена веществ – прямой путь к набору веса, причем за счет жира.

Функции серина

1. Энергетическая функция – превращение в пируват, далее в ацетилКоА и сгорание с выходом энергии
2. Глюконеогез – превращение в глюкозу через пируват и ацетилКоА
3. Структурная функция
4. Каталитическая функция
5. Иммунологическая функция
6. Медиаторная
7. Регуляторная

Структурная функция серина

• Участник аминокислотного обмена со взаимопревращениями в глицин, цистин и цистеин.
• Участвует в образовании сложного аминоспирта сфингозина, входящего в состав сфингомиелина, вещества, образующего мембраны нервных клеток.
• Содержится в казеине молока и в вителлине яичного желтка, находясь в виде сложного эфира серинфосфорной кислоты, обеспечивает обмен веществ растущего организма
• Предшественник пуриновых и пиримидиновых оснований, которые являются структурным звеном информационных матриц клеток ДНК и РНК.
• Предшественник порфирина – белка, образующего гемоглобин — основного транспорта кислорода
• Предшественник креатина – белка, снабжающего мышцы энергией

Каталитическая функция серина

Входит в активный центр ряда ферментов, которые так и называются «ферменты сериновой группы»: химотрипсин, трипсин, эластаза, ацетилхолинэстераза, фосфорилаза, фосфоглюкомутаза, щелочная фосфатаза. Трипсин, химотрипсин, эластаза расщепляют пептиды в желудочно-кишечном тракте, т.е. без них невозможен процесс пищеварения. Ацетилхолинэстераза участвует в передаче нервного импульса в синапсах, блокатор этого фермента – нервно-паралитический яд. Фосфорилаза отщепляет молекулу глюкозы от длинной цепочки гликогена, запасенного в мышцах или печени, одновременно подготавливая ее к дальнейшим превращениям: либо в молочную кислоту (в мышцах), либо в глюкозу (в печени).

Иммунологическая функция серина

Серин повышает реакции иммунитета, укрепляет иммунную систему, способствуя синтезу антител.

Медиаторная функция серина

Серин является предшественником холина и холамина, которые дальше превращаются в нейромедиатор ацетилхолин. В результате комплексного воздействия на организм, серин улучшает мозговую деятельность, участвуя в передаче нервных импульсов в головном мозге, в частности в гипоталамусе.

Входит в активный центр фермента ацетилхолинэстеразы, который разрушает выделившийся из нервной клетки в синапс ацетилхолин, что способствует торможению импульса после его передачи.

В головном мозге нормальный L-серин превращается в D-серин, оптический изомер, который уже не может быть структурным элементом белков, зато служит нейромедиатором -  проводником сигналов, передающихся по нервным клеткам. D-серин усиливает действие глицина в глутаматных рецепторах, т.е. три аминокислоты взаимно усиливают действие друг друга: глутаматные рецепторы реагируют на свой родной глутамат, но в них есть участок, куда встраивается глицин, что усиливает действие глутамата. D-серин, в свою очередь, воздействует на глициновый участок, еще больше усиливая импульс. Таким образом сигнал становится более мощным, но без перевозбуждения нервных клеток, а это высокая концентрация внимания, сильная мотивация к действию, нацеленность на результат, т.е. те качества, которые отвечают за силу воли.

 Серин является естественным болеутоляющим.

С возрастом уровень серина в головном мозгу падает, поэтому пожилым людям есть смысл употреблять продукты, богатые этой аминокислотой для улучшения памяти и мозговой деятельности.

 Регуляторная функция серина

Серин регулирует уровень кортизола в мышцах, в результате чего мышцы сохраняют свой тонус и структуру

Источники серина

Серин широко распространен в пищевых продуктах, но для его нормального усвоения необходим витамин В 12 – цианокоболамин, который – привет, веганы! – практически отсутствует в растениях.

Нужно знать, что в процессе приготовления количество серина (как и других аминокислот) в продукте изменяется. Например:

• в тушеном мясе серина на 10% больше, чем в жареном и на 35-40% больше, чем в сыром;
• в приготовленной (вареной, запеченой) рыбе серина на 25-30% больше, чем в сырой;
• при варке яиц количество серина не изменяется, а вот в жареных его на 5-10% больше, а в омлете — на 15-20% меньше чем в сыром;
• в темном мясе птицы (курица, индейка и др.) серина чуть больше, чем в белом, а в жареной птице — на 10% больше, чем в сырой;
• Серин (как и другая аминокислота) усваивается из растительных продуктов на 80%, в связи с чем введен коэффициент 0,2
• Бобовые зерна и крупа потребляются не в сыром виде, а в виде каш, соотношение зерна к воде принята для бобовых  1 : 2, а для крупяных каш – 1 : 3, плюс добавлен коэффициент усваиваемости.

В результате при неплохом содержании аминокислоты в бобовых, чтобы получить суточную норму их нужно съесть в сумасшедших количествах (по пол-кило и более). Надо сказать, всего лишь столетие назад люди так и питались, но они и энергии тратили не чета нам, потому могли себе позволить съедать по два килограмма хлеба и полкило каши, не обрастая жировыми напластованиями.

Польза серина

• Снабжает энергией мышечную ткань как посредством глюконеогенеза, так и через синтез креатина
• Участвует в кроветворении
• Участвует в выработке пищеварительных ферментов
• Ферменты с сериновым активным центром регулируют жировой обмен
• Ферменты с сериновым активным центром дают энергию для работы биохимического конвейера организма, повышая общий обмен веществ
• Улучшает иммунитет
• Участвует в проведении импульсов в центральной нервной системе, формируя механизмы памяти и процессов умственной деятельности
• Защищает нервные клетки, вырабатывая вещества-изоляторы, окружающие нервные отростки
• Задерживает воду в организме

Применение серина

При нормальном питании получить дефицит серина проблематично. Его достаточно много содержится в мясе, рыбе, молочных продуктах, а также в орехах и бобовых.

L-серин, как лекарственное средство назначают

• в комплексной терапии железо-дефицитной анемии
• в рамках комплексной терапии при белково-энергетической недостаточности, связанной с недостаточным питанием
• в пожилом возрасте для улучшения мозговой деятельности.

Биодобавку следует принимать между приемами пищи в дозе до 500 мг в сутки.

Передозировка серина

Серин увеличивает уровень сахара в крови, поэтому лицам с сахарным диабетом лучше воздержаться от применения коммерческих препаратов с серином.

Передоз серина возможен лишь при превышении рекомендованных концентраций при потреблении коммерческих препаратов. На передозировку указывает возникновение тошноты, рвоты.  Возможно сгущение крови, нарушения мозговой деятельности в виде каталепсии, гиперактивности, бессонницы.

Еще раз подчеркну, что необходимости в потреблении коммерческих препаратов серина обычными людьми нет.

Заключение

Аминокислота серин необходима для синтеза других аминокислот, ферментов, мембран нервных клеток, нуклеиновых кислот. Она поддерживает кроветворение и дает энергию мышцам. В головном мозгу D-серин участвует в проведении сигналов по нервным клеткам. Он повышает иммунитет, регулирует жировой обмен и усиливает обмен веществ.

Оставляйте комментарии, делитесь информацией в соц. сетях.  С вами была Галина Батуро и аминокислота серин.

1. Стр. 6.  Малиновский А.В. «Переаминирование треонина»