In humans, catecholamines (shown in yellow) are derived from the amino acid L-phenylalanine.
L-Phenylalanine is converted into L-tyrosine by an aromatic amino acid hydroxylase (AAAH) enzyme (phenylalanine 4-hydroxylase), with molecular oxygen (O2) and tetrahydrobiopterin as cofactors., L-Tyrosin je přeměněn na L-DOPA další AAAH enzymů (tyrosin 3-hydroxylázy) s deficitem tetrahydrobiopterinu, O2, a železnaté (Fe2+) jako kofaktory. L-DOPA se přeměňuje na dopamin enzymem aromatická l-aminokyselina dekarboxyláza (AADC), s pyridoxal fosfátem jako kofaktorem. Samotný dopamin se také používá jako prekurzor při syntéze neurotransmiterů norepinefrinu a epinefrinu. Dopamin se přeměňuje na norepinefrin enzymem dopamin β-hydroxyláza (DBH), s kyselinou O2 a L-askorbovou jako kofaktory., Noradrenalin je přeměněn na adrenalinu enzymem phenylethanolamine N-methyltransferáza (PNMT) s S-adenosyl-L-methioninu jako kofaktor.
LocationEdit
Katecholaminy jsou vyráběny především chromaffin buněk z dřeně nadledvin a postgangliová vlákna sympatického nervového systému., Dopamin, který působí jako neurotransmiter v centrálním nervovém systému, je do značné míry produkován v neuronálních buněk těla ve dvou oblastech mozkového kmene: ventrální tegmentální oblasti a substantia nigra, druhý z nich obsahuje neuromelanin-pigmentovaných neuronů. Podobně neuromelanin-pigmentovaná buněčná těla lokusu coeruleus produkují norepinefrin., Adrenalin je produkován v malých skupinách neuronů v lidském mozku, které vyjadřují jeho syntetizovat enzym, phenylethanolamine N-methyltransferáza; tyto neurony projektu z jádra, které je v blízkosti (ventrolateral) area postrema a z jádra v hřbetní oblasti osamělý trakt.
BiosynthesisEdit
dopamin je první katecholamin syntetizovaný z DOPA. Na druhé straně norepinefrin a epinefrin jsou odvozeny z další metabolické modifikace dopaminu., Enzym dopamin hydroxylázy vyžaduje měď jako kofaktor (není znázorněno na obrázku) a DOPA dekarboxylázou vyžaduje PLP (není znázorněno na obrázku). Krokem omezujícím rychlost v biosyntéze katecholaminů převládající metabolickou cestou je hydroxylace L-tyrosinu na L-DOPA.
syntéza katecholaminu je inhibována alfa-methyl-p-tyrosinem (AMPT), který inhibuje tyrosinhydroxylázu.
aminokyseliny fenylalanin a tyrosin jsou prekurzory katecholaminů. Obě aminokyseliny se nacházejí ve vysokých koncentracích v krevní plazmě a mozku., U savců může být tyrosin tvořen z dietního fenylalaninu enzymem fenylalanin hydroxyláza, který se nachází ve velkém množství v játrech. Nedostatečné množství fenylalaninhydroxylázy vede k fenylketonurii, metabolické poruše, která vede k intelektuálním deficitům, pokud není léčena dietní manipulací. Syntéza katecholaminů se obvykle považuje za začátek tyrosinu. Enzym tyrosinhydroxyláza (TH) převádí aminokyselinu L-tyrosin na 3,4-dihydroxyfenylalanin (L-DOPA)., Hydroxylace L-tyrosinu TH vede k tvorbě prekurzoru DA L-DOPA, který je metabolizován aromatickou dekarboxylázou L-aminokyseliny (AADC; viz Cooper et al., 2002) do vysílače dopamin. Tento krok nastává tak rychle, že je obtížné měřit L-DOPA v mozku, aniž by nejprve inhiboval AADC., V neurony, které používají DA jako vysílač, dekarboxylace L-DOPY na dopamin je poslední krok v tvorbě vysílač; nicméně, v těchto neuronů pomocí noradrenalinu (noradrenalin) nebo epinefrin (adrenalin) jako vysílače, enzym dopamin-β-hydroxylázu (DBH), který přeměňuje dopamin na výnos noradrenalinu, je také přítomen. V dalších neuronech, ve kterých je epinefrin vysílačem, převádí třetí enzym fenylethanolamin N-methyltransferáza (PNMT) norepinefrin na epinefrin., Buňka, která používá epinefrin jako vysílač, tedy obsahuje čtyři enzymy (TH, AADC, DBH a PNMT), zatímco neurony norepinefrinu obsahují pouze tři enzymy (postrádající PNMT) a dopaminové buňky pouze dvě (TH a AADC).
Degradaceedit
katecholaminy mají poločas rozpadu několik minut, když cirkulují v krvi. Mohou být degradovány buď methylací katechol-O-methyltransferázami (COMT) nebo deaminací monoaminooxidázami (MAO).
MAOIs se váže na MAO, čímž zabraňuje jeho rozpadu katecholaminů a jiných monoaminů.,
Katabolismu katecholaminů je zprostředkován dva hlavní enzymy: katechol-O-methyltransferáza (COMT), který je přítomen v synaptické štěrbině a cytosolu buňky a inhibitory monoaminooxidázy (MAO), který se nachází v mitochondriální membráně. Oba enzymy vyžadují kofaktory: COMT používá Mg2 + jako kofaktor, zatímco MAO používá FAD., První krok katabolický proces je zprostředkován buď MAO nebo COMT, který závisí na tkáni a umístění katecholaminy (například degradace katecholaminů v synaptické štěrbině je zprostředkován COMT, protože MAO je mitochondriální enzym). Další katabolické kroky v cestě zahrnují alkoholdehydrogenázu, aldehyddehydrogenázu a aldehyd reduktázu. Konečným produktem epinefrinu a norepinefrinu je kyselina vanillylmandelová (VMA), která se vylučuje močí. Katabolismus dopaminu vede k produkci kyseliny homovanilové (HVA).
