Le poliammine (PAs) sono composti alifatici contenenti almeno due gruppi amminici e pertanto sono delle basi secondo Brønsted e Lowry. A pH fisiologico i gruppi amminici sono protonati e pertanto in letteratura le poliammine sono spesso indicate come specie cationiche.
Sono presenti nei mammiferi e nelle piante e hanno ruoli specifici e in molteplici processi cellulari, tra cui apoptosi, divisione e differenziazione cellulare, proliferazione cellulare, sintesi di DNA e proteine, espressione genica, omeostasi, trasduzione del segnale.
L’ottico e naturalista olandese Anton van Leeuwenhoek nel 1678 identificò, con un microscopio rudimentale, sostanze cristalline nel seme umano. I chimici tedeschi Ladenburg and Abel nel 1888 denominarono questi cristalli spermine.
Solo nel 1926 la struttura si indentificò la struttura della spermina contemporaneamente in Inghilterra e in Germania
Tra le poliammine quelle più note, che hanno un ruolo biologico, sono putrescina, spermidina e spermina.
Sintesi
Sono sintetizzate dagli amminoacidi arginina, ornitina e metionina.
Nella prima fase dall’arginina si produce ornitina che è quindi decarbossilata per produrre putrescina. Parallelamente alla produzione di putrescina, la metionina è convertita in S-adenosil-L-metionina che è poi decarbossilata e il prodotto utilizzato come donatore di gruppi amminopropilici per putrescina dalla per produrre spermidina.
Putrescina
La putrescina, la cui struttura è rappresentata in figura
La putrescina è il prodotto della decarbossilazione dell’ornitina nei mammiferi, ed è il precursore della spermidina e della spermina. Nelle cellule vive e sane è ottenuta grazie all’enzima ornitina decarbossilasi. Come le altre poliammine è uno dei fattori di crescita essenziali per la divisione cellulare. È caratterizzata da un odore disgustoso ed è una delle sostanze più puzzolenti
Spermidina
La spermidina, la cui struttura è rappresentata in figura
deriva dalla putrescina ed è coinvolta in molti processi biologici, tra cui la regolazione del potenziale di membrana e l’inibizione dell’ossido nitrico sintasi. Costituisce la molecola di partenza da cui si ottiene la spermina.
Spermina
La spermina, la cui struttura è rappresentata in figura
agisce spesso come fattore di crescita essenziale in alcune specie batteriche. La spermina è associata agli acidi nucleici, in particolare nei virus, e si pensa che ne stabilizzi la struttura elicoidale.
Il danno ossidativo al DNA causato dalle specie reattive dell’ossigeno è un problema contro il quale le cellule devono proteggersi per sopravvivere. La spermina, che si trova normalmente nel nucleo funziona come scavenger di radicali liberi