Биосинтез гормонов. Биосинтез мелатонина

06 Августа в 9:49 2051 0


Мелатонин образуется из триптофана в паренхиматозных клетках эпифиза — пинеалоцитах. Биосинтез гормона был исследован в серии работ Аксельрода (1960-1970).

Схема биосинтеза мелатонина
Схема биосинтеза мелатонина

Начальный этап биогенеза мелатонина — гидроксилирование молекулы триптофана в 5-м положении индольного ядра с образованием 5-окситриптофана. Эта реакция катализируется ферментом триптофан-5-гидроксилазой в присутствии НАДФН и O2. Образовавшийся 5-окситриптофан подвергается далее декарбоксилированию с образованием 5-окситриптамина (серотонин). Реакция декарбоксилирования осуществляется под действием фермента 5-окситриптофандекарбоксилазы, требующей в качестве кофактора пиридоксаль5-фосфат.

Этот фермент обладает, возможно, широкой субстратной специфичностью, подвергая декарбоксилированию не только 5-окситриптофан, но и ДОФА, фенилаланин, тирозин и гистидин (Вестерман и др., 1954). По-видимому, ДОФА-декарбоксилаза надпочечников и других тканей идентична 5-окситриптофандекарбоксилазе. Не исключено, что данный фермент является универсальным в биосинтезе биогенных моноаминов — серотонина, дофамина, гистамина, тирамина и т.д.

Таким образом, на определенном этапе биосинтеза мелатонина в эпифизе образуется серотонин — негормональный гуморальный агент, выполняющий ряд самостоятельных физиологических функций. Серотонин помимо эпифиза образуется в нервной ткани, слизистой оболочке желудка и кишечника, почках, печени, тучных клетках. Следовательно, стадии превращения триптофана в серотонин неспецифичны для эпифиза. Однако в эпифизе в отличие от других тканей серотонин является промежуточной стадией биогенеза мелатонина, а не конечным продуктом.



В пинеалоцитах имеются специальные ферментные системы, контролирующие дальнейшие этапы образования гормонов. Так, серотонин в эпифизарных клетках подвергается прежде всего N-ацетилированию с помощью ацетил-КоА (ацетилирующий коэнзим) с образованием N-ацетилсеротонина, уже не обладающего активностью серотонина. N-ацетилсеротонин подвергается действию ключевого фермента синтеза мелатонина — оксииндол-О-метилтрансферазы, превращающего 5,-оксигруппу индольного кольца в метоксигруппу и завершающего образование мелатонина. Этот фермент, вероятно, отличается от энзимов, О-метилирующих катехоламины в процессе их катаболизма.

Донором метильного радикала в процессе образования метоксигруппы серотонина, как и в случае биосинтеза адреналина из норадреналина, является S-аденозилметионин. Оксииндол-О-метилтрансфераза способна метилировать также серотонин и некоторые другие индолы. Однако скорость процесса метилирования этих веществ ферментом у большинства видов животных ниже более чем на порядок по сравнению с N-ацетилсеронином. Считается, что активность оксииндол-О-метилтрансферазы регулируется нервными импульсами, поступающими из шейного симпатического ганглия (Чазов, Исаченков, 1974).

В.Б. Розен
Похожие статьи
показать еще
 
Эндокринная хирургия