Serotonin atau, menurut formulasi kimianya 5-hydroxytryptamine, disingkat 5-HT, merupakan komponen penting dari sistem saraf, di mana ia bertindak sebagai neurotransmitter (NT). Ini adalah monoamina, yaitu memiliki gugus amino, terkait dengan cincin aromatik, struktur yang sangat sering dalam neurotransmiter yang, pada kenyataannya, disebut NT monoamina . Sejumlah besar reseptor untuk serotonin telah dijelaskan . Hingga 7 jenis yang berbeda, yang dapat Anda baca lebih lanjut di sini . Dengan demikian menunjukkan intervensinya dalam sejumlah besar proses pensinyalan.
Aksi dekarboksilase asam amino aromatik
Dalam sistem saraf pusat telah diamati bahwa ia bertindak sebagai penghambat rasa lapar, marah atau bahkan seksualitas, yang terkait erat dengan sindrom depresi atau psikotik. Untuk alasan ini digunakan sebagai obat untuk mengobati skizofrenia depresi. Selain itu, terlihat bahwa 90% serotonin disimpan dalam trombosit, yang dapat mempengaruhi agregasi trombosit saat dilepaskan. Namun, karena karakteristik molekulnya, ia bersifat hidrofilik , tetapi tidak melintasi membran darah-otak , sehingga harus disintesis di dalam neuron itu sendiri.
Sintesis serotonin terjadi di neuron serotonergik . Dimana itu dihasilkan dari triptofan . Asam amino ini dapat melewati sawar darah-otak dan diperoleh dalam makanan dalam jumlah yang cukup untuk sintesis serotonin dan senyawa lainnya.
Triptofan adalah asam amino aromatik netral dan bersaing untuk transporter membran dengan tirosin . Tirosin digunakan dalam sintesis katekolamin , epinefrin, norepinefrin, dan dopamin, neurotransmiter lainnya. Ketidakseimbangan dalam asupan asam amino ini dapat menyebabkan masalah pada kedua jalur biosintetik.
Setelah triptofan berada dalam neuron yang sesuai, enzim triptofan hidroksilase akan menghasilkan 5-hidroksitriptofan, dengan menambahkan gugus hidroksil ke triptofan. Enzim ini, seperti reseptor membran, digunakan bersama oleh jalur sintesis katekolamin , yang juga mampu menghidroksilasi.
5-hydroxytryptophan adalah prekursor langsung serotonin. Kerja triptofan hidroksilase digunakan sebagai penanda neuron serotonergik. Untuk aktivasi enzim ini, diperlukan adanya oksigen dan BH4 , kependekan dari tetrahydrobiopterin atau sapropterin, kofaktor enzim yang bertanggung jawab untuk mengubah keadaan teroksidasi menjadi tereduksi, sehingga menghasilkan gugus hidroksil.
The hidroksilase triptofan dan tirosin hidroksilase memiliki tingkat tinggi homologi . Keduanya terdiri dari jumlah asam amino yang sama, triptofan hidroksilase 444 dan tirosin hidroksilase 497. Wilayah C-ter dan urutan pusat menunjukkan homologi yang tinggi. Bertepatan dengan situs di mana tindakan katalitik berada. Di wilayah N-ter urutannya sangat berbeda, wilayah ini menjadi bagian yang bertanggung jawab atas pengikatan substrat.
Namun, 5-hidroksitriptofan tidak memberikan efek umpan balik negatif pada enzim, tidak seperti sintesis katekolamin pada tirosin hidroksilase. Triptofan hidroksilase adalah jenuh. Artinya, semakin tinggi jumlah triptofan, semakin banyak serotonin yang akan diproduksi. Dengan cara ini, sintesis serotonin bergantung pada konsentrasi neuronal triptofan. Karena konsentrasi triptofan mengikuti siklus sirkadian (meningkat setelah makan), sintesis serotonin juga akan mengikuti siklus ini (menghambat, misalnya, rasa lapar setelah makan).
Akhirnya diubah oleh dekarboksilase asam amino aromatik , lagi-lagi enzim yang sama yang bekerja pada jalur katekolamin. Enzim ini mendekarboksilat 5-hydroxytryptophan menghasilkan amina, serotonin.