Asparagin er en ikke-essentiel aminosyre. Det betyder, at kroppen selv kan producere den, og du behøver ikke nødvendigvis at få den gennem kosten. Men den findes også i forskellige fødevarer som fisk, kartofler og mejeriprodukter.
Asparagin spiller en vigtig rolle i forskellige biologiske processer:
- Asparagin skal transporteres ind i hjernen og konkurrerer med aminosyrerne glutamin og histidin under denne proces.
- Asparagin er nødvendig for at bygge proteiner og regulerer funktionen af forskellige celler i kroppen.
- Asparagin er involveret i cellers evne til at dele sig og vokse (celleproliferation), hvilket er under intensiv forskning i forbindelse med kræftbehandling.
- Asparagin kan forlade cellen for at give plads til andre vigtige aminosyrer, der skal ind i cellen.
- Asparagin-syntetase er et vigtigt for at omdanne aspartat til asparagin, og mangel på det kan føre til strukturelle og kognitive problemer i hjernen.
- Asparagin fungerer som et forstadie for produktionen af aminosyren l-aspartat i hjernen.
Funktioner
Asparagin er nødvendig for at opbygge proteiner og hjælper også med at regulere funktionen af forskellige celler i kroppen.
Asparagin er unik, fordi det er involveret i såkaldt celleproliferation, det vil sige cellernes evne til at dele sig og vokse.
En anden interessant egenskab ved asparagin er, at det fungerer som en slags byttehandel med andre aminosyrer i cellen. Det betyder, at asparagin kan forlade cellen for at give plads til andre vigtige aminosyrer, der skal ind i cellen. Denne udvekslingsmekanisme er også under intensiv forskning, især i forbindelse med kræftbehandling.1
Et tredje interessant aspekt af asparagin er dets rolle i nervesystemet. Den er involveret i produktionen af neurotransmittere, som er kemikalier, der hjælper nerverne i hjernen med at kommunikere med hinanden. Det betyder, at asparagin spiller en rolle i mange kognitive funktioner som læring og hukommelse.
Neurotransmission
Neurotransmission er den proces, hvor neuroner, eller nerveceller, kommunikerer med hinanden. Dette sker gennem frigivelse af kemiske budbringere kaldet neurotransmittere, mange af hvilke er aminosyrer. Aminosyrer er mest kendt som byggestenene i proteiner, men de har også en række andre funktioner i kroppen. I nervesystemet fungerer visse aminosyrer som neurotransmittere eller som forstadier til neurotransmittere. Et kendt eksempel er glutamat, der spiller en central rolle i hjernens kommunikation.
For at skelne mellem forskellige kemiske budbringere bruges begreberne neurotransmittere og neuromodulatorer. En neurotransmitter har en direkte, øjeblikkelig effekt på modtagercellen og følger et sæt bestemte kriterier, herunder at være til stede i neuroner og frigives i en calcium-afhængig proces. En neuromodulator kan derimod have en mere langvarig effekt og behøver ikke opfylde alle disse kriterier.
Asparagin er en aminosyre, der findes i hjernen, men i lave koncentrationer. Det primære formål med asparagin i hjernen er at fungere som et forstadie for produktionen af en anden aminosyre, l-aspartat. Dette sker gennem enzymer kaldet asparaginaser, hvoraf en specifik type er unik for astrocytter, en type hjernecelle.
Der er en proces til at lave asparagin fra aspartat. Denne proces bruger et enzym kaldet asparagin-syntetase. Hvis der er mangel på dette enzym, kan det føre til strukturelle abnormiteter i hjernen og kognitive problemer.
Asparagin skal transporteres ind i hjernen, og det konkurrerer her med andre aminosyrer som glutamin og histidin. Trods denne konkurrence har det vist sig, at tilskud af l-asparagin ikke ændrer niveauerne af relaterede neurotransmittere som glutamat, aspartat eller GABA i bestemte hjerneregioner.
Interessant nok har asparagin ingen betydelig effekt på disse neurotransmittere, formentlig fordi kroppen kan syntetisere asparagin selv. Det vil sige, at kroppen ikke er afhængig af eksterne kilder til asparagin, da den kan lave det selv.2
Asparagin syntetase (ASNS)
Asparagin syntetase er et enzym, der spiller en vigtig rolle i vores krop. Det omdanner aminosyrerne aspartat og glutamin til asparagin og glutamat.
Denne proces kræver energi i form af ATP, som er cellens “brændstof”.
Asparagin syntetase findes i næsten alle pattedyrsorganer og er særligt vigtig under stress.
Asparagin syntetase er ikke kun vigtig for normale celler, men også i sygdomme som kræft. For eksempel er høj aktivitet af asparagin syntetase forbundet med modstand mod en specifik kræftbehandling i barndommens akutte lymfoblastiske leukæmi. Her bruges medicinen asparaginase til at dræbe kræftceller, men nogle celler bliver resistente på grund af høj asparagin syntetase eaktivitet.
Desuden kan fejl i Asparagin syntetase-genet føre til en række alvorlige symptomer. Børn med mutationer i dette gen oplever udviklingsforsinkelser, intellektuel handicap og andre neurologiske problemer. Forskning har identificeret 15 unikke mutationer i Asparagin syntetase-genet, som er klinisk forbundet med asparagin syntetase mangel.
På molekylært niveau har studier vist, at de fleste af de rapporterede ASD-mutationer er placeret nær de katalytiske steder i ASNS-enzymet. Det betyder, at mutationerne forstyrrer enzymets normale funktion. Nogle studier har endda brugt modeller baseret på bakterie-asparagin syntetase for at forstå, hvordan disse mutationer virker.
Asparagin syntetase kan optræde i forskellige former. Hos bakterier findes der to former af asparagin syntetase, som er karakteriseret ved deres kvælstofkilde – enten ammoniak eller glutamin. I pattedyrceller findes der dog kun en form af asparagin syntetase, som bruger glutamin som kvælstofkilde.
Enzymets struktur og funktion er kompleks. Det kræver magnesiumioner og ATP for at fungere korrekt. Processen starter med aktivering af aspartat, som derefter reagerer med glutamin. Det skaber de to nye aminosyrer, asparagin og glutamat.
Sammenfattende har asparagin syntetase en afgørende rolle i både normale og syge celler. Det er et enzym, der konverterer bestemte aminosyrer og spiller en vigtig rolle i resistens mod visse kræftbehandlinger. Desuden er fejl i asparagin syntetase-genet forbundet med alvorlige udviklings- og neurologiske problemer.3
Kilder
- Krall, A. S., Xu, S., Graeber, T. G., Braas, D., & Christofk, H. R. (2016). Asparagine promotes cancer cell proliferation through use as an amino acid exchange factor. Nature communications, 7(1), 11457. ↩︎
- Dalangin, R., Kim, A., & Campbell, R. E. (2020). Tee Role of Amino Acids in Neurotransmission and Fluorescent Tools for Their Detection. International journal of molecular sciences, 21(17), 6197. https://doi.org/10.3390/ijms21176197 ↩︎
- Lomelino, C. L., Andring, J. T., McKenna, R., & Kilberg, M. S. (2017). Asparagine synthetase: Function, structure, and role in disease. The Journal of biological chemistry, 292(49), 19952–19958. https://doi.org/10.1074/jbc.R117.819060 ↩︎