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干货分享丨多胺的功能和检测

多胺的发现

早在三百年前,人类就已经发现了多胺(Polyamines),1678 年,安东尼·范·列文虎克(Van Leewenheuk)在自己的精液发现了一种晶体,被鉴定为是精胺(Spermine,一种四胺),后来人们又陆续发现了腐胺(Putrescine)、亚精胺(Spermidine)和尸胺(Cadaverine)。从命名和发现时间就可以看出,这是一类被带有偏见色彩的古老的分子。更夸张的是,每逢阳春四月,当你身处武汉三镇深深呼吸时,你会感受到来自道路旁和校园里,某一种树形如伞、娇嫩白花的阵阵恶意。没错!大名鼎鼎的石楠花所散发的不可描述的味道,很可能来自“1-Pyrroline”的贡献,而这种物质的前驱体是Putrescine。


多胺的合成途径

下面进入我们的学术时间,多胺是广泛存在于动植物体内,是一种具有两个或多个氨基(-NH2 )的有机化合物,浓度极低,体内的合成受到严格地调控。鸟氨酸脱羧酶(ODC)是多胺合成途径中的第一个酶,催化鸟氨酸(Ornithine)脱羧形成腐胺(Putrescine),腐胺与脱去羧基的SAM(dcSAM)反应,在亚精胺合酶(SRM)催化下生成亚精胺(Spermidine),这里dcSAM作为丙胺供体,而不是甲基供体,亚精胺在精胺合酶(SMS)催化下再一次获得丙胺则生成精胺(Spermine)。尸胺(Cadaverine)的合成与上述三种多胺不同,它是赖氨酸(Lysine)在脱羧酶(LDC)作用下脱羧的产物。


多胺的功能探索

尽管已知多胺是在高度调节途径的细胞中被合成的,但他们的实际功能却还没完全阐明。作为阳离子,他们能和DNA和RNA结合,也能和膜上的蛋白质或磷脂结合,使膜保持其稳定性。如果细胞中多胺合成受到抑制,导致细胞生长停止或是严重延迟,外源性多胺可以恢复细胞的生长。大多数真核细胞的细胞膜上会有一个多胺转运系统,便于外源性多胺进入细胞内。这个系统在高速增值的细胞(如肿瘤)中有非常高的活性,是目前一些在研的化疗新药的靶点。同时,多胺也是许多离子通道的重要调节剂,包含NMDA受体、AMPA受体。此外多胺也会参与启动大肠杆菌素E7操纵子和SOS反应中下调的蛋白质,这对大肠杆菌素E7的摄取是必须的。多胺在植物衰老中参与调节,被认为是一种植物激素。另外,它们会直接参与细胞死亡的调节,也可以增强血脑屏障的通透性。总而言之,多胺具有重要的生物学功能。


多胺的定量检测

由于多胺的浓度极低,直接检测难度较高,哪怕使用高灵敏的色谱质谱,目标物往往也会低于检测限。我们公司采用专利增敏技术,对氨基进行特异化衍生,极大增加目标物的响应,同时增强色谱保留,从而实现稳定可靠的定量分析。目前已在人血清/血浆、小鼠血清/血浆、细胞、母乳等多种类型样本中对4种多胺进行定量检测。

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