ポリアミンとその代謝産物の毒性

ポリアミンは、哺乳類細胞の遍在性と必須成分です。核酸およびタンパク質合成、遺伝子発現、タンパク質機能、酸化的損傷からの保護、イオンチャネルの調節、細胞高分子の構造の維持など、重要な役割を含む複数の機能があります。正しいレベルのポリアミンを維持することが不可欠であり、この量は輸送、合成、および分解のレベルで厳しく調節されています。異化経路は、多くのオキシダーゼを介してアクロレインおよび過酸化水素を含む活性アルデヒドを生成します。これらの代謝物、特にスペルミンからの代謝産物は、タンパク質、DNA、およびその他の細胞成分に損傷を与える著しい毒性を引き起こす可能性があります。それらの産生は、遊離ポリアミンを放出し、酸化的異化経路を活性化する感染または細胞損傷の結果として増加させることができます。ポリアミンは酸化的損傷からの保護においても重要な生理学的役割を担っているため、ポリアミン含有量の減少はこれらの薬剤の毒性能を悪化させる可能性があります。ポリアミン異化の増加は、脳卒中、他の神経疾患、腎不全、肝疾患、癌などの疾患の発症に関係しています。これらの結果は、病気の早期診断、予防、治療の新しい機会を提供します。

Polyamines are ubiquitous and essential components of mammalian cells. They have multiple functions including critical roles in nucleic acid and protein synthesis, gene expression, protein function, protection from oxidative damage, the regulation of ion channels, and maintenance of the structure of cellular macromolecules. It is essential to maintain a correct level of polyamines, and this amount is tightly regulated at the levels of transport, synthesis, and degradation. Catabolic pathways generate reactive aldehydes including acrolein and hydrogen peroxide via a number of oxidases. These metabolites, particularly those from spermine, can cause significant toxicity with damage to proteins, DNA, and other cellular components. Their production can be increased as a result of infection or cell damage that releases free polyamines and activates the oxidative catabolic pathways. Since polyamines also have an important physiological role in protection from oxidative damage, the reduction in polyamine content may exacerbate the toxic potential of these agents. Increases in polyamine catabolism have been implicated in the development of diseases including stroke, other neurological diseases, renal failure, liver disease, and cancer. These results provide new opportunities for the early diagnosis, prevention, and treatment of disease.