スペルミジンとは何ですか?スペルミジンの簡単なガイド

スペルミジンポリアミンの一種です。ポリアミンは、小さく脂肪の多いポリカチオン性 (-NH3+) 生体分子です。哺乳類には、スペルミン、スペルミジン、プトレシン、カダベリンの 4 つの主要なポリアミンがあります。スペルミンはテトラミンに属し、スペルミジンはトリアミンに属し、プトレシンとカダベリンはジアミンに属します。アミノ基の数が異なると、生理学的特性も異なります。

ヒトのスペルミジン

スペルミジンは精液中に存在するだけでなく、人体の他の組織や細胞にも広く分布しています。細胞内のスペルミジン濃度は主に 4 つの要因に依存します。

①細胞内合成：

アルギニン→プトレシン→スペルミジン←スペルミン。アルギニンは細胞内でスペルミジンを合成するための主原料です。アルギナーゼによって触媒されてオルニチンと尿素が生成されます。次に、オルニチンを使用して、オルニチンデカルボキシラーゼ (ODC1) の作用下でプトレシンを生成します。これは律速段階です)、プトレシンはスペルミジン合成酵素 (SPDS) の作用によりスペルミジンを生成します。スペルミジンは、スペルミンの分解によっても生成されます。

②細胞外取り込み：

食物摂取と腸内微生物合成に分けられます。スペルミジンを多く含む食品には、小麦胚芽、納豆、大豆、きのこなどが挙げられます。 食品から摂取したスペルミンおよびスペルミジンは、腸から速やかに吸収され、分解されることなく分布するため、血中のスペルミジン濃度は非常に多様です。ビフィズス菌などの腸内微生物叢内のプロバイオティクス細菌もスペルミジンを合成できます。

③異化作用：

体内のスペルミンは、N1-アセチルトランスフェラーゼ（SSAT）やポリアミンオキシダーゼ（PAO）などのアミンオキシダーゼにより徐々にスペルミジンとプトレシンに分解され、プトレシンはさらにオキシダーゼによりアミノ酪酸に変換されます。最後にアミンイオンと二酸化炭素が生成され、体外へ排出されます。

④年齢：

スペルミジンの濃度は年齢とともに変化します。研究者らは、生後3週目、10週目、26週目のマウスのさまざまな組織や臓器のポリアミン濃度を測定したところ、基本的に膵臓、脳、子宮でポリアミン濃度が維持されていることが判明した。腸の変化は年齢とともにわずかに減少しますが、胸腺、脾臓、卵巣、肝臓、胃、肺、腎臓、心臓、筋肉では顕著に減少します。この変化の理由には、食事の変化、腸内細菌叢の構造の変化、ポリアミン合成酵素の活性の低下などが含まれると推測するのは難しくありません。

スペルミジンの自然な標的

なぜこのような単純な小さな分子が人体にとって不可欠な重要な物質なのでしょうか?その秘密は実はその構造にあります。スペルミジンはポリカチオン性 (-NH3+) 脂肪族アミンの小分子で、生理学的 pH 条件下で多プロトン化された形で存在し、陽イオンが炭素鎖全体に分布しています。電荷を帯びており、強い生理活性を持っています。

したがって、核酸、リン脂質、酸性残基を含む酸性タンパク質、カルボキシル基と硫酸塩を含むペクチン多糖類、または同様の構造を持つ神経伝達物質やホルモン（ドーパミン、エピネフリン、セロトニン、甲状腺ホルモンなど）であっても、スペルミジンの標的となる可能性があります。バインディング。より重要なものは次のとおりです。

①核酸：

研究により、ほとんどのポリアミンは細胞内でポリアミン-RNA複合体の形で存在し、リン酸塩化合物100当量あたり1～4当量のポリアミンが結合していることがわかっています。したがって、スペルミジンの主な役割は、mRNA、tRNA、rRNAの二次構造に影響を与えることによってタンパク質合成のさまざまな段階に影響を与えるなど、RNAの構造変化と翻訳に関連しています。スペルミジンは、二重らせん DNA 鎖間に安定した「架橋」を形成することもでき、フリーラジカルやその他の DNA 損傷因子の接近を軽減し、熱変性や X 線照射から DNA を保護します。

②たんぱく質：

スペルミジンは、大きな負電荷を帯びたタンパク質に結合し、タンパク質の空間構造を変化させ、それによってその生理学的機能に影響を与えることができます。例には、プロテインキナーゼ/ホスファターゼ (複数のシグナル伝達経路における重要なリンク)、ヒストンのメチル化およびアセチル化に関与する酵素 (エピジェネティクスの変化により遺伝子発現に影響を与える)、アセチルコリンエステラーゼ (神経変性疾患の重要な構成要素) が含まれます。治療薬の一つ）、イオンチャネル受容体（AMPA、AMDA受容体など）など

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