Dannelse af dopamin.

1. KEMISK SAMMENSÆTNING
Den kemiske formel for dopamin er C₈H₁₁NO₂.
Navnet er en sammentrækning af
3,4 DihydrOxyPhenethylAmine.
Det skiller jeg lige ad:
HYDROXYL er et iltatom som er bundet til et brintatom. Tilføjelsen -di fortæller at her er to hydroxygrupper bundet til molekylet dopamin.
PHENETYLAMIN er en såkaldt spor-amin og er dannet ud fra den essentielle aminosyre Fenylamin.
Kemisk er phenetylamin en benzenring (en sekskant af 6 kulstofatomer med 6 brintatomer bundet til sig med skiftevis enkelt- og dobbeltbindinger). Benzenringen er via to kulstofatomer (en ethylgruppe) forbundet med en aminogruppe. Aminogruppen består af et kvælstofmolekyle bundet til to brintmolekyler og skrives -NH₂
Dopamin er et såkaldt substitueret (erstattet) phenetylamin da to brintatomer i 3. og 4. position (deraf navnet 3,4 DihydrOxyPhenethylAmine) i benzenringen er erstattet af to hydroxylgrupper.
Denne lille forskel i benzenringens opbygning betyder en kæmpeforskel i hvor reaktivt molekylet dopamin er i kroppen.
Mange substituerede phentylaminer er psykoaktive stoffer der virker på centralnervesystemet:
Amfetamin, hallucinogener (DOM eller STP), MDMA (Ecstacy), appetitdæmpere, efedrin, antidepressiver oma.
Dopamin er et katekolamin, en særlig gruppe indenfor de substituerede phenetylaminer og er dermed nært beslægtet med nordrenalin og adrenalin, idet alle tre molekyler har erstattet to brintatomer i benzenringen med hydroxylgrupper.
Andre substituerede phenetylaminer, som f.eks. amfetamin, er også et substitueret phenetylamin, men har yderligere methyl- og phenylgrupper tilsluttet.
Derfor er amfetamin ikke et katekolamin (som er det simpleste phenetylamin), men tilhører altså den overordnede gruppe af substituerede phenetylaminer.
2. DANNELSE AF DOPAMIN.
Dopamin kan dannes flere forskellige steder i kroppen og har flere funktioner.
Her nævner jeg kun dannelse af dopamin som en neurotransmitter.
Først og fremmest dannes dopamin ud fra aminosyren fenylalanin fra vores kost. Fenylalanin omdannes derefter til tyrosin.
Alternativt kan dopamin dannes direkte ud fra tyrosin og endelig kan det dannes ud fra tyramin.
Herefter kan noradrenalin dannes ud fra dopamin og endelig kan adrenalin dannes ud fra noradrenalin.
Disse er, som nævnt ovenfor, katekolaminer.
Fenylalanin er en essentiel aminosyre og som alle aminosyrer indeholder den både en amingruppe og en carboxylgruppe.
Desuden er den via to kulstofatomer bundet til en benzenring.
Fenylalanin findes i to former D- og L-formen. Kun L-formen omdannes til tyrosin.
Dette sker ved processen hydroxylation med enzymet fenylalaninhydroxylase, hvor der tilføjes en hydroxylgruppe til fenylalaninet.
Tyrosin kan kun dannes i pattedyr ud fra fenylalanin. Derimod dannes det i planter og de fleste mikroorganismer gennem en proces kaldet the Shikimate pathway. Da den består af syv trin og fem forskellige enzymer, vil jeg helst ikke beskrive denne nærmere lige nu, men blot nævne, at mikroorganismer og planter bruger denne til at biosyntetisere (danne) folater og aminosyrer som tryptofan, fenylalanin og tyrosin.
L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanin).
L-DOPA dannes ud fra tyrosin og det sker både i planter og dyr og altså mennesker.
Udover at være forløberen for katakolaminer som dopamin, noradrenalin og adrenalin fungerer L-DOPA også selv som en neurotrofisk faktor, et peptid der virker som et signalmolekyle i hjernen og centralnervesystemet.
Tyrosin omdannes til L-DOPA med enzymet tyrosin hydroxylase, hvor molekylært ilt (O2), jern (Fe2+) og tetrahydrobiopterin (Sapropterin) anvendes.
Dopamin dannes ud fra L-DOPA med enzymet aromatic L-amino acid decarboxylase, hvor der fjernes en carboxylgruppe fra L-DOPA.
I processen indgår bla. pyroxidal fosfat, som er vitaminet B6.
Helt kort kan det skrives således:
Den klassiske biosyntese:
1) L-fenylalanin hydroxyleres (der indsættes en hydroxylgruppe) med enzymet fenylalanin hydroxylase og omdannes til L-tyrosin.
2) L-tyrosin hydroxyleres med med enzymet tyrosinase TH til L-DOPA og der tilføjes endnu en hydroxylgruppe og molekylet indeholder nu to hydroxylgrupper bundet til benzenringen.
3) L-tyrosin decarboxyleres (der fjernes et carbondioxid) med enzymet AADC (Aromatisk L-aminosyre decarboxylase).
Den alternative biosyntese:
1) L-Fenylalanin decarboxyleres med AAADC til fenylethylamin.
2) Fenethylaminet "para-hydroxyleres" med enzymet fenethylamin p-hydroxylase til tyramin og får altså en hydroxylgruppe tilsat benzenringen.
3) Tyraminet hydroxyleres med enzymet Cyp2D til dopamin.
Endelig kan L-tyrosinen decarboxyleres med AADC til tyramin, som så også hydroxyleres med Cyp2D til dopamin.

Kilder:

Medical Life Sciences
https://jeatdisord.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40337-022-00531-y
https://pdf.sciencedirectassets.com : Dopamine Synthesis, Uptake, Metabolism, and Receptors:
Relevance to Gene Therapy of Parkinson's Disease
JOHN D. ELSWORTH AND ROBERT H. ROTH
https://www.news-medical.net/?tag=/Dopamine
https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/ventral-striatum
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0149763405001077
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/104457659290010Y
(1) https://www.frontiersin.org/journals/neuroscience/articles/10.3389/fnins.2013.00233/full
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0166432802001304?via%3Dihub
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK92777/
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK507716/
https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/phenylalanine
https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Dopamine
https://exposome-explorer.iarc.fr/compounds/2110
https://www.adxs.org/en/page/110/4-dopamine-formation-and-storage
https://biosignaling.biomedcentral.com/articles/10.1186/1478-811X-11-34
https://www.adxs.org/en/page/110/4-dopamine-formation-and-storage#fn_2