سيرين حمض أميني، ويعتبر الحمض الأميني هو أساس لبناء البروتين، وسيرين يأتي في شكلين: (L- سيرين) و(D- سيرين)، يمكن تناول (L-serine) في النظام الغذائي، وكما يمكن صنعه في الجسم، ويمكن صنع (D-serine) في الجسم من (L-serine)، ويستخدم D- سيرين لمرض انفصام الشخصية ومرض باركنسون ومهارات الذاكرة والتفكير (الوظيفة الإدراكية) والعديد من الحالات الأخرى، ويستخدم (L-serine) لتحسين النوم، ومرض (Lou Gehrig)؛ التصلب الجانبي الضموري أو ALS، والعديد من الحالات الأخرى، ولا يوجد دليل علمي جيد يدعم معظم هذه الاستخدامات.
ما هو السيرين
يُصنف السيرين عمومًا على أنه حمض أميني غير أساسي من الناحية التغذوية (يمكن الاستغناء عنه)، ولكن من الناحية الأيضية، لا غنى عن السيرين ويلعب دورًا أساسيًا في العديد من العمليات الخلوية، وكما أن السيرين يعتبر المصدر الرئيسي لوحدات الكربون الواحد لتفاعلات المثيلة التي تحدث عبر توليد (S -adenosylmethionine).
وبالتالي فإن تنظيم استقلاب السيرين في أنسجة الثدييات له أهمية حاسمة للتحكم في نقل مجموعة الميثيل، وبالإضافة إلى الدور المعروف لد -سيرين في الدماغ ، ل– تم مؤخرًا تورط سيرين في سرطان الثدي وأورام أخرى ويرجع ذلك جزئيًا إلى زيادة عدد النسخ الجينومية لـ(3-phosphoglycerate dehydrogenase)، وهو الإنزيم الذي يتحكم في دخول وسيطة حال السكر في مسار تخليق السيرين.
وظيفة السيرين
يتم التأكيد على الأهمية الأيضية للسيرين من خلال دورها الذي لا غنى عنه كمساهم رئيسي في تجمع الكربون الواحد وفي تكوين الجلايسين والسيستين والتوراين والفوسفوليبيد وسيرين د، ويلعب هذا الأخير دورًا مهمًا كمحدد عصبي في الدماغ، ويشير النمط الظاهري السريري والاستجابة العلاجية للسيرين الخارجي في متلازمات نقص السيرين إلى أن تخليق دي نوفو للسيرين أمر بالغ الأهمية، وأن السيرين الغذائي غير كافٍ لتلبية متطلبات توازن سيرين الجسم بالكامل.
وأيضا تشير الدراسات التي أجريت على البشر باستخدام متتبعات النظائر المستقرة إلى أن جميع مجموعات الميثيل المستخدمة في إعادة ميثيل الجسم الكلي للهوموسيستين مشتقة من السيرين، وبالتالي فإن المسارات التي تحافظ على مستويات تدفق السيرين والسيرين في الأنسجة المختلفة لها أهمية حاسمة في الحفاظ على إمكانات المثيلة لجميع الخلايا.
سيرين والتمثيل الغذائي للخلايا السرطانية
بعد أن ظلت في ظلال علم الوراثة الجزيئي لعقود من الزمان، ارتفعت الأبحاث الأيضية مثل طائر الفينيق في العصر الحالي وتم توظيفها في دراسات الاضطرابات التي تبدو متنوعة مثل السمنة والسرطان، أكد عدد من الدراسات على الدور الرئيسي لتصلب مركبات دورة حمض الستريك في استقلاب الخلايا السرطانية، والتي وصفت بأنها “مدمنة” على الجلوتامين، وانضم السيرين الآن إلى الجلوتامين في قصة معقدة من التمثيل الغذائي ونمو الخلايا السرطانية.
ارتفاع معدل التخليق الحيوي للسيرين، تم الإبلاغ عن زيادة نشاط (3-PGDH)، في سرطان القولون البشري وساركوما الفئران وخطوط خلايا الورم الكبدي عند الفئران خلال مرحلة التكاثر في البحث الرائد حول استقلاب السيرين بواسطة(Snell et al)، وفي الثمانينيات وفي الآونة الأخيرة، باستخدام طريقة جديدة للاختيار السلبي لتحديد أهداف السرطان، (Possemato et al)، لوحظ بأن التعبير الجيني لـ (3-PGDH) كان أعلى بشكل ملحوظ في العديد من خطوط خلايا سرطان الثدي وفي سرطانات الثدي سلبية مستقبلات هرمون الاستروجين.
لم يتم التحقيق في الآلية المسؤولة عن زيادة مستويات 3-PGDH بالتفصيل، باستثناء عمل (Locasale et al)، الذي لاحظ أنه بشكل خاص في خلايا الورم الميلانيني، هناك تضخم في المنطقة المحيطة بالوسط الصبغي للكروموسوم 1، حيث يوجد جين (3-PGDH)، ومن المثير للاهتمام أن قمع مستوى (3-PGDH mRNA) باستخدام (shRNA) لم يقلل من تركيز السيرين في خلايا سرطان الثدي ولكنه أدى إلى خفض مستويات α-ketoglutarate.
يتضمن تحويل 3-فوسفوبيروفات إلى 3-فوسفوسرين النقل، وهي عملية تولد (α-ketoglutarate)؛ يُقترح أن تأتي الغلوتامات المستخدمة في عملية النقل هذه من الجلوتامين، وفي بعض خطوط خلايا سرطان الثدي التي تمت دراستها (ولكن ليس كل خطوط الخلايا)، يتم اشتقاق 50٪ من التدفق المتصلب لكربون الغلوتامات في دورة حمض الستريك كمنتج ثانوي للتخليق الحيوي للسيرين، ولقد تم اقتراح أنه في بعض خطوط خلايا سرطان الثدي، يعتمد نمو الخلايا على السيرين وأن (3-PGDH) يجب اعتباره هدفًا محتملًا مضادًا للسرطان.
ويمكننا القول بأنه بالنسبة للحمض الأميني غير الأساسي، يلعب السيرين دورًا لا غنى عنه في عملية التمثيل الغذائي، عادة ما يتم تصنيعه بالكامل تقريبًا في الكلى، ويؤدي وجود قيود على توافر البروتين إلى تحريض ملحوظ لتخليق السيرين في الكبد، يتضمن هذا نسخ الجين لـ (3-PGDH)، وهو بروتين لا يمكن اكتشافه فعليًا في كبد الفئران البالغة عندما يتم استهلاك البروتين الغذائي بمستويات طبيعية ( أي 20٪ من السعرات الحرارية الغذائية).
