Введение

Химическое соединение, обнаруженное во всех доменах жизни, с преимущественно неизученными эффектами. S-Аденозилметионин (SAM), также известный под коммерческими названиями SAMe, SAM-e или AdoMet, является распространенным косубстратом, участвующим в переносе метильных групп, транссульфурировании и аминопропилировании. Хотя эти анаболические реакции происходят во всем организме, большая часть SAM производится и расходуется в печени. У бактерий SAM связывается с SAM-рибопереключателем, который регулирует гены, участвующие в биосинтезе метионина или цистеина. В эукариотических клетках SAM служит регулятором различных процессов, включая метилирование ДНК, тРНК и рРНК; иммунный ответ; метаболизм аминокислот; транссульфурирование и многое другое. У растений SAM имеет решающее значение для биосинтеза этилена – важного растительного гормона и сигнальной молекулы.

Цикл SAM

Реакции, которые производят, потребляют и регенерируют SAM, называются циклом SAM. На первом этапе этого цикла SAM-зависимые метилазы (EC 2.1.1), использующие SAM в качестве субстрата, образуют S-аденозил-гомоцистеин в качестве продукта. S-аденозил-гомоцистеин является мощным отрицательным регулятором почти всех SAM-зависимых метилаз, несмотря на их биологическое разнообразие. Он гидролизуется до гомоцистеина и аденозина S-аденозил-гомоцистеин-гидролазой (EC 3.3.1.1), а гомоцистеин рециркулирует обратно в метионин посредством переноса метильной группы из 5-метилтетрагидрофолата одной из двух групп метионинсинтаз (то есть кобаламин-зависимой (EC 2.1.1.13) или кобаламин-независимой (EC 2.1.1.14)). Этот метионин затем может быть преобразован обратно в SAM, завершая цикл. На стадии, определяющей скорость цикла SAM, MTHFR (метилентетрагидрофолатредуктаза) необратимо восстанавливает 5,10-метилентетрагидрофолат до 5-метилтетрагидрофолата.

Энзимы радикального САМ

Большое количество ферментов редуктивно расщепляют SAM с образованием радикалов: 5′-дезоксиаденозиловый 5′-радикал, метильный радикал и другие. Эти ферменты называются радикальными SAM. Все они содержат железо-серные кластеры в активных центрах. Большинство ферментов, обладающих этой способностью, имеют область гомологии последовательности, включающую мотив CxxxCxxC или близкий вариант. Эта последовательность обеспечивает три лиганда цистеинилтиолата, которые связывают три из четырех металлов в кластере 4Fe-4S. Четвертый Fe связывает SAM. Радикальные интермедиаты, генерируемые этими ферментами, катализируют широкий спектр необычных химических реакций. Примеры радикальных SAM-ферментов включают лиазу фотопродуктов спор, активазы пируватформат-лиазы и анаэробные сульфатазы, лизин-2,3-аминомутазу, а также различные ферменты биосинтеза кофакторов, модификации пептидов, формирования металлопротеиновых кластеров, модификации тРНК, метаболизма липидов и т.д. Некоторые радикальные SAM-ферменты используют вторую SAM в качестве донора метильной группы. Радикальные SAM-ферменты гораздо более распространены в анаэробных бактериях, чем в аэробных организмах. Они встречаются во всех доменах жизни и остаются в значительной степени неизученными. Недавнее биоинформатическое исследование показало, что это семейство ферментов включает в себя по меньшей мере 114 000 последовательностей, кодирующих 65 уникальных реакций. Дефицит радикальных SAM-ферментов связан с различными заболеваниями, включая врожденные пороки сердца, боковой амиотрофический склероз и повышенную восприимчивость к вирусным инфекциям. SAM необходим для клеточного роста и регенерации. Он также участвует в биосинтезе нескольких гормонов и нейротрансмиттеров, влияющих на настроение, таких как адреналин (эпинефрин). Метилтрансферазы также отвечают за присоединение метильных групп к 2′-гидроксилам первого и второго нуклеотидов, расположенных рядом с 5′-кэпом в мРНК.

Боль от остеоартрита

По состоянию на 2012 год доказательства не позволяли сделать однозначный вывод о том, способен ли SAM облегчить боль при остеоартрите; проведенные клинические исследования были недостаточно масштабными для обобщения результатов.

Заболевание печени

Цикл SAM тесно связан с печенью с 1947 года, поскольку у людей с алкогольным циррозом печени наблюдалось накопление большого количества метионина в крови. Хотя многочисленные данные, полученные в лабораторных исследованиях на клетках и на животных моделях, указывают на то, что SAM может быть полезен при лечении различных заболеваний печени, по состоянию на 2012 год SAM не был изучен ни в одном крупном рандомизированном, плацебо-контролируемом клиническом исследовании, которое позволило бы оценить его эффективность и безопасность.

Депрессия

В обзоре Кокрейна 2016 года было заключено, что в отношении большого депрессивного расстройства "учитывая отсутствие высококачественных данных и невозможность сделать однозначные выводы на их основе, применение SAMe для лечения депрессии у взрослых требует дальнейшего изучения". Систематический обзор 2020 года показал, что SAMe значительно превосходит плацебо и демонстрирует сопоставимые результаты с другими часто используемыми антидепрессантами (имипрамином и эсциталопрамом).

Лечение рака

Недавно было показано, что SAM играет роль в эпигенетической регуляции. Метилирование ДНК является ключевым регулятором эпигенетических модификаций в процессе развития и дифференцировки клеток млекопитающих. В моделях на мышах избыточные уровни SAM были связаны с ошибочными паттернами метилирования, наблюдаемыми при диабетической нейропатии. SAM выступает в качестве донора метильной группы при метилировании цитозина, являющемся ключевым эпигенетическим регуляторным процессом. В связи с этим влиянием на эпигенетическую регуляцию, SAM изучался в качестве противоракового средства. Во многих случаях пролиферация раковых клеток зависит от низкого уровня метилирования ДНК. Добавление in vitro в таких раковых клетках показало способность к реметилированию промоторных последовательностей онкогенов и снижению продукции протоонкогенов. При раках, таких как колоректальный рак, аберрантная глобальная гиперметиляция может подавлять промоторные области генов-супрессоров опухолей. Однако, в отличие от ранее представленной информации, колоректальные раки (КРК) характеризуются глобальным гипометилированием и специфическим метилированием ДНК в промоторах.

Фармакокинетика

Пиковые концентрации перорального SAM в плазме крови достигаются через три-пять часов после приема внутрь таблетки с энтеросолюбильной оболочкой (400–1000 мг). Период полувыведения составляет около 100 минут.

Доступность в разных странах

В Канаде, Великобритании и Соединенных Штатах SAM продается как диетическая добавка под торговым названием SAM e (также пишется SAME или SAMe). Он был представлен в США в 1999 году после принятия Закона о диетических добавках, здоровье и образовании в 1994 году. В Италии он был представлен как рецептурный препарат в 1979 году, в Испании – в 1985 году, а в Германии – в 1989 году. Другим зарегистрированным побочным эффектом SAM является бессонница, поэтому эту добавку часто принимают утром. Другие сообщения о незначительных побочных эффектах включают потерю аппетита, запор, тошноту, сухость во рту, повышенное потоотделение и тревогу/нервозность, однако в исследованиях с контролем плацебо эти побочные эффекты наблюдаются с примерно такой же частотой и в группах, получавших плацебо.

Взаимодействие и противопоказания

Прием SAM одновременно с некоторыми лекарственными препаратами может повысить риск развития серотонинового синдрома – потенциально опасного состояния, вызванного избытком серотонина. К таким препаратам относятся, в частности, декстрометорфан (Робитуссин), меперидин (Демерол), пентазоцин (Талвин) и трамадол (Ультрам), однако этот список не является исчерпывающим. SAM также может взаимодействовать со многими антидепрессантами, включая триптофан и растительное средство Hypericum perforatum (зверобой), увеличивая вероятность развития серотонинового синдрома или других побочных эффектов, а также может снижать эффективность леводопы при лечении болезни Паркинсона. У людей с биполярным расстройством прием SAM может повысить риск возникновения маниакальных эпизодов.