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-Tyrosine wordt omgezet in L-DOPA door een ander aaah-enzym (tyrosine 3-hydroxylase) met tetrahydrobiopterine, O2 en ijzer (Fe2+) als cofactoren. L-DOPA wordt omgezet in dopamine door het enzym aromatisch l-aminozuur decarboxylase (AADC), met pyridoxalfosfaat als cofactor. Dopamine zelf wordt ook gebruikt als voorloper in de synthese van de neurotransmitters noradrenaline en adrenaline. Dopamine wordt omgezet in noradrenaline door het enzym dopamine β-hydroxylase (DBH), met O2 en L-ascorbinezuur als cofactoren., Norepinefrine wordt omgezet in epinefrine door het enzym fenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT) met S-adenosyl-L-methionine als cofactor.
LocationEdit
Catecholamines worden voornamelijk geproduceerd door de chromaffinecellen van het bijniermerg en de postganglionische vezels van het sympathische zenuwstelsel., Dopamine, dat fungeert als een neurotransmitter in het centrale zenuwstelsel, wordt grotendeels geproduceerd in neuronale cellichamen in twee gebieden van de hersenstam: het ventrale tegmentale gebied en de substantia nigra, waarvan de laatste neuromelanine-gepigmenteerde neuronen bevat. De eveneens neuromelanine-gepigmenteerde cellichamen van de locus coeruleus produceren noradrenaline., Epinefrine wordt geproduceerd in kleine groepen neuronen in de menselijke hersenen die zijn synthetiserende enzym, fenylethanolamine n-methyltransferase uitdrukken; deze neuronen projecteren van een kern die grenst (ventrolaterale) aan het gebied postrema en van een kern in het dorsale gebied van het solitaire kanaal.
Biosynthesedit
Dopamine is de eerste catecholamine gesynthetiseerd uit DOPA. Op zijn beurt, noradrenaline en adrenaline worden afgeleid van verdere metabolische wijziging van dopamine., Het enzym dopamine hydroxylase vereist koper als cofactor (niet weergegeven in het diagram) en DOPA decarboxylase vereist PLP (niet weergegeven in het diagram). De snelheidsbeperkende stap in de biosynthese van catecholamine via de overheersende metabole route is de hydroxylering van L-tyrosine tot L-DOPA.
Catecholaminesynthese wordt geremd door alfa-methyl-p-tyrosine (AMPT), dat tyrosinehydroxylase remt.
de aminozuren fenylalanine en tyrosine zijn voorlopers van catecholamines. Beide aminozuren worden gevonden in hoge concentraties in bloedplasma en de hersenen., Bij zoogdieren kan tyrosine worden gevormd uit fenylalanine via de voeding door het enzym fenylalaninehydroxylase, dat in grote hoeveelheden in de lever wordt gevonden. Onvoldoende hoeveelheden fenylalaninehydroxylase resulteren in fenylketonurie, een metabole stoornis die leidt tot intellectuele tekorten, tenzij behandeld door dieetmanipulatie. De synthese van Catecholamine wordt gewoonlijk beschouwd om met tyrosine te beginnen. Het enzym tyrosinehydroxylase (TH) zet het aminozuur L-tyrosine om in 3,4-dihydroxyfenylalanine (L-DOPA)., De hydroxylering van L-tyrosine door TH resulteert in de vorming van de Da-precursor L-DOPA, die wordt gemetaboliseerd door aromatische l-aminozuurdecarboxylase (AADC; zie Cooper et al., 2002) aan de zender dopamine. Deze stap gebeurt zo snel dat het moeilijk is om L-DOPA in de hersenen te meten zonder eerst AADC te remmen., In neuronen die DA als zender gebruiken, is de decarboxylatie van L-DOPA tot dopamine de laatste stap in vorming van de zender; echter, in die neuronen die noradrenaline (noradrenaline) of adrenaline (adrenaline) als zenders gebruiken, is het enzym dopamine β-hydroxylase (DBH), dat dopamine omzet in noradrenaline, ook aanwezig. In nog andere neuronen waarin epinefrine de zender is, zet een derde enzym fenylethanolamine N-methyltransferase (PNMT) norepinefrine om in epinefrine., Aldus, bevat een cel die epinefrine als zijn zender gebruikt vier enzymen (TH, AADC, DBH, en PNMT), terwijl norepinefrine neuronen slechts drie enzymen (ontbreekt PNMT) en dopamine cellen slechts twee (TH en AADC) bevatten.
Degradatiedit
Catecholamines hebben een halfwaardetijd van enkele minuten wanneer ze circuleren in het bloed. Ze kunnen worden afgebroken door methylering door catechol-o-methyltransferasen (COMT) of door deaminering door monoamineoxidasen (MAO).
Mao ‘ s binden zich aan MAO, waardoor catecholaminen en andere monoaminen niet worden afgebroken.,
katabolisme van catecholamines wordt gemedieerd door twee belangrijke enzymen: catechol-o-methyltransferase (COMT) dat aanwezig is in de synaptische spleet en cytosol van de cel en monoamineoxidase (MAO) dat zich in het mitochondriale membraan bevindt. Beide enzymen vereisen cofactoren: COMT gebruikt Mg2 + als cofactor terwijl MAO FAD gebruikt., De eerste stap van het katabole proces wordt gemedieerd door ofwel MAO of COMT die afhankelijk is van het weefsel en de locatie van catecholamines (bijvoorbeeld degradatie van catecholamines in de synaptische spleet wordt gemedieerd door COMT omdat MAO een mitochondriaal enzym is). De volgende katabole stappen in de weg impliceren alcoholdehydrogenase, aldehydedehydrogenase en aldehyde reductase. Het eindproduct van adrenaline en noradrenaline is vanillylmandelinezuur (VMA) dat in de urine wordt uitgescheiden. Dopamine-katabolisme leidt tot de productie van homovanillinezuur (HVA).
