Спермидин: қасиеттері, қолданылуы және ұзақ өмірге әсері
Spermidine
Спермидин – полиамин, маңызды метаболикалық функциясы бар. ДНҚ-да, ұрықта табылады. Спермидин синтезі, құрамы, және басқа полиаминдерге қатысы туралы ақпарат.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Спермидин – рибосомалар мен тірі тіндерде табиғи түрде кездесетін, организмдерде әртүрлі метаболизмдік функцияларды атқаратын полиамин қосылысы. Алғаш рет ол спермадан оқшауландырылған.
Spermidine is a polyamine compound found in ribosomes and living tissues and having various metabolic functions within organisms. It was originally isolated from semen.
Функция
Спермидин – алифалық полиамин. Спермидин синтетазасы (SPDS) путрециннен оның түзілуін катализдейді. Ол спермин және оның құрылымдық изомері термоспермин сияқты басқа полиаминдердің алғысы болып табылады. Спермидин биологиялық процестердің (Ca2+, Na+, K+ АТФаза сияқты) қатарын синхрондап, мембраналық потенциалды сақтайды және жасуша ішіндегі pH және көлемді бақылайды. Спермидин биологиялық процестерді реттейді, мысалы, глютаматергиялық N метил D аспартат рецепторы (NMDA рецепторы) арқылы Ca2+ ағынын, бұл азот оксиді синтезасы (NOS) және cGMP/PKG жолдарының белсендірілуімен, сондай-ақ ми қабығының синаптосомаларындағы Na+,K+ АТФаза белсенділігінің төмендеуімен байланысты. Спермидин сүтқоректілерде ұзақ өмір сүру факторы болып табылады, себебі оның әртүрлі әрекет ету механизмдері бар, бірақ олар енді ғана толыққанды түсінік таба бастады. Автофагия молекулалық деңгейдегі негізгі механизм болып табылады, бірақ басқа механизмдерге де дәлелдер бар, соның ішінде қабынуды азайту, липид метаболизмі және жасушалардың өсуін, көбеюін және өлімін реттеу. Спермидиннің MAPK жолы арқылы рафтың фосфорилирленуін тежеу арқылы немесе цитозолдық автофагияға байланысты EP300 арқылы белок ацетилациясын тежеу арқылы, соның нәтижесінде тубулиннің ацетилациясын арттыру арқылы автофагияны ынталандыратыны жөнінде теория бар. Спермидин өсімдіктердің өсуін реттейді, in vitro жағдайында РНК транскрипциясына көмектеседі және NOS-ті тежеуге қатысады. Сондай-ақ, спермидин спермин және термоспермин сияқты басқа полиаминдердің алғышарты болып табылады, олардың кейбіреулері өсімдіктердің құрғақшылыққа және тұздылыққа төзімділігіне үлес қосады. Спермидин шаш өсуін ынталандырып, шаштың ұзындығын арттыратыны тексерілген. Сондай-ақ, спермидин эпителийлік түбірлі жасушалармен байланысты кератиндер K15 және K19 экспрессиясын жоғарылатып реттейтіні, дозаға тәуелді K15 промоторының белсенділігін in situ және оқшауланған адам K15 GFP+ жасушаларының колония құру тиімділігін, көбеюін және K15 экспрессиясын in vitro модуляциялайтыны анықталды.
Spermidine is an aliphatic polyamine. Spermidine synthase (SPDS) catalyzes its formation from putrescine. It is a precursor to other polyamines, such as spermine and its structural isomer thermospermine. Spermidine synchronizes an array of biological processes, (such as Ca2+, Na+, K+ ATPase) thus maintaining membrane potential and controlling intracellular pH and volume. Spermidine regulates biological processes, such as Ca2+ influx by glutamatergic N methyl D aspartate receptor (NMDA receptor), which has been associated with nitric oxide synthase (NOS) and cGMP/PKG pathway activation and a decrease of Na+,K+ ATPase activity in cerebral cortex synaptosomes. Spermidine is a longevity agent in mammals due to various mechanisms of action, which are just beginning to be understood. Autophagy is the main mechanism at the molecular level, but evidence has been found for other mechanisms, including inflammation reduction, lipid metabolism, and regulation of cell growth, proliferation, and death. Spermidine has been theorized to promote autophagy via the MAPK pathway by inhibiting phosphorylation of raf, or possibly by inhibiting cytosolic autophagy related protein acetylation by EP300 and thereby increasing acetylation of tubulin. Spermidine is known to regulate plant growth, assisting the in vitro process of transcribing RNA, and inhibition of NOS. Also, spermidine is a precursor to other polyamines, such as spermine and thermospermine, some of which contribute to tolerance against drought and salinity in plants. Spermidine has been tested and discovered to encourage hair shaft elongation and lengthen hair growth. Spermidine has also been found to “upregulate expression of the epithelial stem cell associated keratins K15 and K19, and dose dependently modulated K15 promoter activity in situ and the colony forming efficiency, proliferation and K15 expression of isolated human K15 GFP+ cells in vitro.”
Қолданылуы
Спермидинді электр импульсімен ДНК-ны жасушаға енгізу кезінде электропорацияда қолдануға болады. ДНК-ға байланысатын белоктарды тазарту үшін де пайдаланылуы мүмкін. Спермидин, кальций хлоридімен бірге, гендік тапаншамен бомбалау үшін микропрожектилдерге ДНК-ны тұндыруға қолданылады. Сондай-ақ, спермидиннің жүректі қартаюдан қорғайтыны және егешқұйрықтардың өмір сүру ұзақтығын арттыратыны, ал адамдарда қан қысымын төмендетумен байланысты екені хабарланды. Автофагияны ынталандырып, ашытқы, шыбықтар, құрттар және адам иммундық жасушаларының қартаюын баяулатуы да анықталды. Спермидин еркек және әйелдердің фертильділігіне әсер етуі мүмкін. Фертильді еркектерде спермидин деңгейі фертильді емес еркектерге қарағанда жоғары, ал спермидинді қосымша қабылдау гормоналды тепе-теңдікті сақтауға және тотығу стресін азайтуға көмектеседі. Спермидин көбінесе in vitro молекулалық биологиялық реакцияларда, әсіресе фаг РНК полимеразаларымен in vitro транскрипция, адам РНК полимеразасы II арқылы in vitro транскрипция және in vitro трансляция үшін қолданылады. Спермидин ДНК фосфат тірекшесіндегі теріс зарядты бейтараптандырып, тұрақтандыру арқылы Taq-мен катализделген ПТР-дің нақтылығы мен қайталанатындығын арттырады.
Spermidine can be used in electroporation while transferring the DNA into the cell under the electrical impulse. May be used for purification of DNA binding proteins. Spermidine is also used, along with calcium chloride, for precipitating DNA onto microprojectiles for bombardment with a gene gun. Spermidine has also been reported to protect the heart from aging and prolong the lifespan of mice, while in humans it was correlated with lower blood pressure. It also was found to reduce the amount of aging in yeast, flies, worms, and human immune cells by inducing autophagy. Spermidine may play a role in male and female fertility. Fertile men have higher spermidine levels than men who are infertile, and spermidine supplementation has been shown to help maintain a healthy hormone balance and reduce oxidative stress. Spermidine is commonly used for in vitro molecular biology reactions, particularly, in vitro transcription by phage RNA polymerases, in vitro transcription by human RNA polymerase II, and in vitro translation. Spermidine increases specificity and reproducibility of Taq mediated PCR by neutralizing and stabilizing the negative charge on DNA phosphate backbone.