Введение

Спермидин — полиаминовое соединение, содержащееся в рибосомах и живых тканях, выполняющее разнообразные метаболические функции в организмах. Изначально он был выделен из семенной жидкости.

Функция

Спермидин – это алифатический полиамин. Спермидиносинтаза (SPDS) катализирует его образование из путресцина. Он является предшественником других полиаминов, таких как спермин и его структурный изомер термоспермин. Спермидин синхронизирует множество биологических процессов (таких как Ca2+, Na+, K+ АТФаза), тем самым поддерживая мембранный потенциал и контролируя внутриклеточный pH и объем. Спермидин регулирует биологические процессы, такие как приток Ca2+ через глутаматергический N-метил-D-аспартатный рецептор (NMDA-рецептор), который связан с активацией синтазы оксида азота (NOS) и cGMP/PKG-путей, а также со снижением активности Na+,K+ АТФазы в синаптосомах коры головного мозга. Спермидин является фактором долголетия у млекопитающих благодаря различным механизмам действия, которые только начинают изучаться. Автофагия является основным механизмом на молекулярном уровне, но обнаружены доказательства и других механизмов, включая снижение воспаления, метаболизм липидов, а также регуляцию роста, пролиферации и гибели клеток. Предполагается, что спермидин стимулирует аутофагию через MAPK-путь путем ингибирования фосфорилирования raf или, возможно, путем ингибирования ацетилирования цитозольных аутофагических белков посредством EP300, тем самым увеличивая ацетилирование тубулина. Известно, что спермидин регулирует рост растений, способствуя процессу транскрипции РНК in vitro и ингибируя NOS. Кроме того, спермидин является предшественником других полиаминов, таких как спермин и термоспермин, некоторые из которых способствуют устойчивости растений к засухе и засолению. Спермидин был протестирован и показал способность стимулировать удлинение стержня волоса и увеличивать рост волос. Также было обнаружено, что спермидин повышает экспрессию эпителиальных стволовых клеток, связанных с кератинами K15 и K19, и дозозависимо модулирует активность промотора K15 in situ, а также эффективность формирования колоний, пролиферацию и экспрессию K15 изолированных человеческих клеток K15 GFP+ in vitro.

Применение

Спермидин может использоваться при электропорации для доставки ДНК в клетку под действием электрического импульса. Его также можно использовать для очистки белков, связывающих ДНК. Спермидин применяется совместно с хлоридом кальция для осаждения ДНК на микрочастицы при бомбардировке генной пушкой. Сообщалось, что спермидин защищает сердце от старения и продлевает жизнь мышей, а у людей его уровень связан с более низким артериальным давлением. Также было показано, что он снижает признаки старения у дрожжей, мух, червей и клеток иммунной системы человека, индуцируя аутофагию. Спермидин может играть роль в мужской и женской фертильности: у фертильных мужчин уровень спермидина выше, чем у бесплодных, и добавки спермидина способствуют поддержанию здорового гормонального баланса и снижению окислительного стресса. Спермидин широко используется в реакциях молекулярной биологии in vitro, в частности, для in vitro транскрипции фаговыми РНК-полимеразами, in vitro транскрипции человеческой РНК-полимеразой II и in vitro трансляции. Спермидин повышает специфичность и воспроизводимость ПЦР, опосредованной Taq, за счет нейтрализации и стабилизации отрицательного заряда фосфатного остова ДНК.