Кіріспе
Өмірдің барлық салаларында кездесетін, әсерлері толық зерттелмеген химиялық қосылыс. S-Аденозилметионин (SAM), сондай-ақ SAMe, SAM-e немесе AdoMet коммерциялық атауларымен де белгілі, метил тобын беруге, транссульфурацияға және аминопропиляцияға қатысатын кең таралған косубстрат. Бұл анаболикалық реакциялар организмнің барлық жерінде жүрсе де, SAM-ның көп бөлігі бауырда өндіріліп, тұтынылады. Бактерияларда SAM, метионин немесе цистеин биосинтезіне қатысатын гендерді реттейтін SAM рибопереключаторымен байланысады. Эукариоттық жасушаларда SAM ДНК, тРНК және рРНК метилирлеуі, иммундық жауап, аминқышқылдар метаболизмі, транссульфурация және тағы да басқа көптеген процестердің реттеушісі болып табылады. Өсімдіктерде SAM этиленнің биосинтезі үшін өте маңызды, ал этилен – маңызды өсімдік гормоны және сигналдық молекула.
S Adenosyl methionine (SAM), also known under the commercial names of SAMe, SAM e, or AdoMet, is a common cosubstrate involved in methyl group transfers, transsulfuration, and aminopropylation. Although these anabolic reactions occur throughout the body, most SAM is produced and consumed in the liver. In bacteria, SAM is bound by the SAM riboswitch, which regulates genes involved in methionine or cysteine biosynthesis. In eukaryotic cells, SAM serves as a regulator of a variety of processes including DNA, tRNA, and rRNA methylation; immune response; amino acid metabolism; transsulfuration; and more. In plants, SAM is crucial to the biosynthesis of ethylene, an important plant hormone and signaling molecule.
SAM циклы
SAM-ді жасайтын, қолданатын және қайта жаңартатын реакциялар SAM циклі деп аталады. Бұл циклдің бірінші қадамында SAM-ді субстрат ретінде пайдаланатын SAM-ге тәуелді метилазалар (EC 2.1.1) S-аденозилгомоцистеинді өнім ретінде шығарады. S-аденозилгомоцистеин – олардың биологиялық әртүрлілігіне қарамастан, дерлік барлық SAM-ге тәуелді метилазалардың күшті теріс регуляторы болып табылады. Бұл S-аденозилгомоцистеин гидролазасы (EC 3.3.1.1) арқылы гомоцистеин мен аденозинге гидролизделді, ал гомоцистеин метионның екі классының бірімен (яғни кобаламинге тәуелді (EC 2.1.1.13) немесе кобаламинге тәуелсіз (EC 2.1.1.14)) 5-метилтетрагидрофолаттан метил тобын беру арқылы метионға қайта өңделеді. Бұл метионин қайтадан SAM-ге айналып, циклді аяқтайды. SAM циклының шектеуші қадамында MTHFR (метилентетрагидрофолат редуктазасы) 5,10-метилентетрагидрофолатты 5-метилтетрагидрофолатқа қайтымсыз түрде тоғытады.
Радикалды SAM ферменттері
Көптеген ферменттер SAM-ді радикалдар түзу үшін редуктивті түрде ыдыратады: 5′-дезоксиаденозил 5′-радикалы, метил радикалы және басқалары. Бұл ферменттер радикалды SAM ферменттері деп аталады. Олардың барлығының белсенді орындарында темір-күкірт кластері болады. Бұл қабілетке ие ферменттердің көпшілігі CxxxCxxC мотивін немесе оған жақын вариантты қамтитын тізбек гомологиясының аймағын бөліседі. Бұл тізбек 4Fe 4S кластеріндегі төрт металдың үшеуімен байланысатын үш цистеинил тиолат лигандасын қамтамасыз етеді. Төртінші Fe SAM-мен байланысады. Бұл ферменттердің түзілетін аралық радикалдары әртүрлі ерекше химиялық реакцияларды катализдейді. Радикалды SAM ферменттерінің мысалдары: споралық фотопродукт лиазасы, пируват-формат лиазасының активаторлары және анаэробтық сульфатазалар, лизин 2,3-аминомутазасы, кофактор биосинтезінің, пептидтік модификацияның, металлопротеин кластерлерін құрудың, тРНК модификациясының, липидтік метаболизмнің және т.б. әртүрлі ферменттері. Кейбір радикалды SAM ферменттері метил доноры ретінде екінші SAM-ды пайдаланады. Радикалды SAM ферменттері аэробты организмдерге қарағанда анаэробты бактерияларда жиірек кездеседі. Олар тіршілік әлемінің барлық домендерінде табылған және көбінесе зерттелмеген. Жақында жүргізілген биоинформатикалық зерттеу нәтижесінде осы ферменттер отбасының құрамына кем дегенде 114 000 тізбек кіретіні, оның ішінде 65 ерекше реакция бар екені анықталды. Радикалды SAM ферменттерінің жетіспеушілігі туа біткен жүрек аурулары, амиотрофиялық бүйірлік склероз және вирустық инфекцияға сезімталдықтың жоғарылауы сияқты әртүрлі аурулармен байланысты. SAM жасушаның өсуі мен жаңаруы үшін қажет. Сонымен қатар, ол көңіл-күйге әсер ететін эпинефрин сияқты бірнеше гормондар мен нейротрансмиттерлердің биосинтезіне қатысады. Метилтрансферазалар да хабаршы РНК-дағы 5′ қақпағының жанындағы бірінші және екінші нуклеотидтердің 2′ гидроксилдеріне метил топтарын қосуға жауапты.
Остеоартрит ауруы
2012 жылға дейін SAM остеоартриттің ауырсынын басуға көмектеседі ме деген мәселеде нақты дәлелдер болған жоқ; жүргізілген клиникалық сынақтардың көлемі шектеулі болғандықтан, олардың нәтижелерін жалпылау мүмкін емес еді.
Бауыр ауруы
SAM циклы 1947 жылдан бері бауырмен тығыз байланысты, себебі алкогольдік бауыр циррозымен ауыратын адамдардың қанында көп мөлшерде метионин жинақталған. Зертханалық сынақтар мен жануарлар моделіндегі көптеген деректер SAM-ның әртүрлі бауыр ауруларын емдеуде тиімді болуы мүмкін екенін көрсетсе де, 2012 жылға дейін SAM-ның тиімділігі мен қауіпсіздігін бағалауға мүмкіндік беретін ешқандай ірі, рандомизацияланған, плацебомен бақыланатын клиникалық сынақтар жүргізілмеген.
Депрессия
2016 жылғы Кокрейн шолуында ауыр депрессияға қатысты: "Жоғары сапалы деректердің жетіспеуі және осы деректерге сүйене отырып, нақты қорытынды жасау мүмкін болмағандықтан, ересектерде депрессияны емдеу үшін SAMe-ді одан әрі зерттеу қажет" деген қорытынды жасалды. 2020 жылғы жүйелі шолу SAMe-нің плацебодан айтарлықтай жақсы нәтиже көрсеткенін, сондай-ақ, басқа қолданылатын антидепрессанттармен (имипрамин және эскиталопрам) салыстырылатын нәтижелерге қол жеткізгенін анықтады.
Қатерлі ісікке қарсы емдеу
SAM жақында эпигенетикалық реттеуде маңызды рөл атқаратыны анықталды. ДНК метилирлеуі сүтқоректі жасушаларының дамуы мен дифференциациясы кезіндегі эпигенетикалық өзгерістердің негізгі регуляторы болып табылады. Тышқан моделінде SAM-ның артық мөлшері диабеттік нейропатиямен байланысты қате метилирлеу үлгілеріне себеп болады. SAM цитозин метилирлеуінде метил беруші ретінде қатысады, ал бұл – маңызды эпигенетикалық реттеу процесі. Эпигенетикалық реттеуге тигізетін әсеріне байланысты SAM қатерлі ісікке қарсы ем ретінде зерттелді. Көптеген қатерлі ісіктерде жасуша көбеюі ДНК метилирлеуінің төмен деңгейіне тәуелді. Мұндай қатерлі ісіктерде in vitro жағдайында қосымша реттеу онкогендердің промоторлық тізбектерін қайта метилирлейді және протоонкогендердің өндірісін азайтады. Колоректальді қатерлі ісіктер сияқты ісіктерде бұрмаланған жаһандық гиперметилдену ісікке қарсы гендердің промоторлық аймақтарын тежеуі мүмкін. Алайда, бұрынғы мәліметтерге қайшы, колоректальді қатерлі ісіктер (КРК) жалпы гипометилденумен және промоторға тән ДНК метилденумен сипатталады.
Фармакокинетика
Ауызша қабылдаған SAM ендік қаптамалы таблетканы (400–1000 мг) ішкеннен кейін 3-5 сағат ішінде плазмадағы ең жоғары концентрацияға жетеді. Жартылай ыдырау периоды шамамен 100 минутты құрайды.
Әр түрлі елдерде қол жетімділігі
Канадада, Ұлыбританияда және АҚШ-та SAM, SAMe (сондай-ақ SAME немесе SAMe деп те жазылады) деген саудалық атаумен диеталық қосымша ретінде сатылады. Ол 1994 жылы диеталық қосымшалар туралы денсаулық және білім беру заңы қабылданғаннан кейін 1999 жылы АҚШ-та пайда болды. Бұл препарат 1979 жылы Италияда, 1985 жылы Испанияда және 1989 жылы Германияда рецепт бойынша берілетін дәрі ретінде енгізілді. SAM-ның тағы бір белгілі жағымсыз әсері – ұйқысыздық, сондықтан бұл қосымшаны көбінесе таңертең қабылдау ұсынылады. Басқа да жеңіл жағымсыз әсерлеріне аштық жоқтығы, іш қату, құсу, ауыздың құрғауы, тершеңдік және алаңдау/нервоздық жатады, бірақ плацебомен салыстырылатын зерттеулерде осы жағымсыз әсерлер плацебо тобында да шамамен бірдей жиілікпен кездеседі.
Өзара әсер ету және қарсы көрсетілімдер
SAM-ді кейбір дәрілермен бірге қабылдау серотонин синдромының қаупін арттыруы мүмкін, бұл серотониннің артық болуынан туындайтын, қауіпті жағдай. Бұл дәрілерге декстрометорфан (Робитуссин), меперидин (Демерол), пентазоцин (Талвин) және трамадол (Ультрам) кіреді, бірақ тізім осымен шектелмейді. SAM көптеген антидепрессанттармен, соның ішінде триптофанмен және Hypericum perforatum (Ақжеңбіл) шөптік дәрісімен де өзара әрекеттесе алады, бұл серотонин синдромы немесе басқа да қосымша әсерлердің пайда болу ықтималдығын арттырады, сондай-ақ Паркинсон ауруына арналған леводопаның тиімділігін төмендетуі мүмкін. SAM биполярлық бұзылысы бар адамдарда маниакалды эпизодтардың пайда болу қаупін жоғарылатады.