В організмі людини визначено порушення обміну мелатоніну. Це може бути пов’язано з нестачею амінокислоти, з якої мелатонін синтезується. Яка це амінокислота?

Чому це правильна відповідь

Мелатонін (N-ацетил-5-метокситриптамін) синтезується виключно з незамінної ароматичної амінокислоти L-триптофану в епіфізі (шишкоподібній залозі) та, в меншій кількості, в сітківці, кишечнику й імунних клітинах. Шлях складається з чотирьох послідовних реакцій. Спочатку триптофан гідроксилюється по 5-му положенню індольного кільця ферментом триптофан-5-гідроксилазою (ТПГ, кофермент — тетрагідробіоптерин BH₄) з утворенням 5-гідрокситриптофану (5-HTP). Далі ароматична L-амінокислотна декарбоксилаза (ААДК) з піридоксальфосфатом (віт. В₆) відщеплює СО₂ і утворює серотонін (5-гідрокситриптамін). У темряві серотонін N-ацетилюється арилалкіламін-N-ацетилтрансферазою (AANAT, «фермент темряви») за участю ацетил-КоА з утворенням N-ацетилсеротоніну. Завершальна реакція — О-метилювання гідроксильної групи в положенні 5 ферментом гідроксиіндол-О-метилтрансферазою (HIOMT) з донором метильної групи S-аденозилметіоніном (SAM), в результаті утворюється мелатонін. Синтез мелатоніну жорстко залежить від надходження триптофану з їжею та його конкуренції за транспорт через гематоенцефалічний бар’єр з іншими великими нейтральними амінокислотами (лейцин, ізолейцин, валін, фенілаланін, тирозин). При дефіцитіциті триптофану (голодування, мальабсорбція, високобілкові дієти з низьким вмістом триптофану) активність AANAT та HIOMT залишається нормальною, але субстратний потік різко знижується, що призводячи до зниження рівня мелатоніну, порушення циркадних ритмів, безсоння, депресії та зниження антиоксидантного захисту (мелатонін — найпотужніший поглинач вільних радикалів у мозку). Регуляція шляху здійснюється норадреналіном β₁-адренорецепторів пинеалоцитів у темряві: активація аденілатциклази → цАМФ → фосфорилювання AANAT → різке зростання активності ферменту вночі (у 30–70 разів). Таким чином, єдиною амінокислотою-попередником мелатоніну є саме триптофан, а не глутамат, гістидин, аланін чи ДОФА (яка є попередником катехоламінів).