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 omvandlas till L-DOPA av ett annat AAAH-enzym (tyrosin 3-hydroxylas) med tetrahydrobiopterin, O2 och järnjärn (Fe2+) som kofaktorer. L-DOPA omvandlas till dopamin genom enzymet aromatiskt l-aminosyradekarboxylas (AADC), med pyridoxalfosfat som kofaktor. Dopamin i sig används också som föregångare i syntesen av neurotransmittorer norepinefrin och epinefrin. Dopamin omvandlas till noradrenalin genom enzymet dopamin β-hydroxylas (DBH), med O2 och L-askorbinsyra som kofaktorer., Norepinefrin omvandlas till epinefrin av enzymet fenyletanolamin N-metyltransferas (PNMT) med S-adenosyl-L-metionin som kofaktor.
Lokaliseringedit
katekolaminer produceras huvudsakligen av kromaffincellerna i binjuremärgen och postganglioniska fibrerna i det sympatiska nervsystemet., Dopamin, som fungerar som en neurotransmittor i centrala nervsystemet, produceras i stor utsträckning i neuronala cellkroppar i två delar av hjärnstammen: det ventrala tegmentala området och substantia nigra, varav den senare innehåller neuromelaninpigmenterade neuroner. På samma sätt producerar neuromelaninpigmenterade cellkroppar av locus coeruleus noradrenalin., Epinefrin produceras i små grupper av neuroner i den mänskliga hjärnan som uttrycker dess syntetiserande enzym, fenyletanolamin N-metyltransferas; dessa neuroner projekt från en kärna som ligger intill (ventrolateral) till området postrema och från en kärna i dorsala området av den ensamma kanalen.
Biosyntesedit
dopamin är den första katekolamin syntetiseras från DOPA. I sin tur härrör norepinefrin och epinefrin från ytterligare metabolisk modifiering av dopamin., Enzymet dopaminhydroxylas kräver koppar som en kofaktor (visas inte i diagrammet) och DOPA-dekarboxylas kräver PLP (visas inte i diagrammet). Det hastighetsbegränsande steget i katekolaminbiosyntesen genom den dominerande metaboliska vägen är hydroxyleringen av L-tyrosin till L-DOPA.
katekolaminsyntesen hämmas av alfa-metyl-p-tyrosin (AMPT), som hämmar tyrosinhydroxylas.
aminosyrorna fenylalanin och tyrosin är prekursorer för katekolaminer. Båda aminosyrorna finns i höga koncentrationer i blodplasma och hjärnan., Hos däggdjur kan tyrosin bildas från dietfenylalanin av enzymet fenylalaninhydroxylas, som finns i stora mängder i levern. Otillräckliga mängder fenylalaninhydroxylas resulterar i fenylketonuri, en metabolisk störning som leder till intellektuella underskott om den inte behandlas genom dietmanipulation. Katekolaminsyntes anses vanligtvis börja med tyrosin. Enzymet tyrosinhydroxylas (TH) omvandlar aminosyran L-tyrosin till 3,4-dihydroxifenylalanin (L-DOPA)., Hydroxyleringen av L-tyrosin genom TH resulterar i bildandet av Da-prekursorn L-DOPA, som metaboliseras av aromatiskt l-aminosyradekarboxylas (AADC; se Cooper et al., 2002) till sändaren dopamin. Detta steg sker så snabbt att det är svårt att mäta L-DOPA i hjärnan utan att först hämma AADC., I neuroner som använder DA som sändare, dekarboxylering av L-DOPA till dopamin är det sista steget i bildandet av sändaren; emellertid, i de neuroner som använder noradrenalin (noradrenalin) eller epinefrin (adrenalin) som sändare, enzymet dopamin β-hydroxylas (DBH), som omvandlar dopamin för att ge noradrenalin, är också närvarande. I fortfarande andra neuroner där epinefrin är sändaren, Omvandlar ett tredje enzym fenyletanolamin N-metyltransferas (PNMT) norepinefrin till epinefrin., Således innehåller en cell som använder epinefrin som sin sändare fyra enzymer (TH, AADC, DBH och PNMT), medan norepinefrin neuroner innehåller endast tre enzymer (saknar PNMT) och dopaminceller bara två (TH och AADC).
Nedbrytningedit
katekolaminer har en halveringstid på några minuter när de cirkulerar i blodet. De kan brytas ned antingen genom metylering genom katekol-O-metyltransferaser (COMT) eller genom deaminering genom monoaminoxidaser (MAO).
MAO-hämmare binder till MAO, vilket förhindrar att det bryter ner katekolaminer och andra monoaminer.,
katabolism av katekolaminer medieras av två huvudenzymer: katekol-O-metyltransferas (COMT) som är närvarande i cellens synaptiska klyfta och cytosol och monoaminoxidas (MAO) som ligger i mitokondriembranet. Båda enzymerna kräver kofaktorer: COMT använder Mg2 + som kofaktor medan MAO använder FAD., Det första steget i den kataboliska processen medieras av antingen MAO eller COMT som beror på vävnaden och placeringen av katekolaminer (till exempel nedbrytning av katekolaminer i den synaptiska klyftan medieras av COMT eftersom MAO är ett mitokondriellt enzym). Nästa kataboliska steg i vägen involverar alkoholdehydrogenas, aldehyddehydrogenas och aldehydreduktas. Slutprodukten av epinefrin och norepinefrin är vanillylmandelsyra (VMA) som utsöndras i urinen. Dopaminkatabolism leder till produktion av homovanillinsyra (HVA).
