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必須の化学物質

S-アデノシルメチオニン(SAM-e、SAMe、SAM、 AdoMet、アデメチオニン)はイタリアでG. L. Cantoniによって1952年に発見されました。それは、メチオニン・アデノシルトランスフェラーゼによって、アデノシン三リン酸(ATP)とメチオニンからできています。S-アデノシルメチオニンは大半の生物にとって極めて重要な代謝産物であり、メチル基転移やトランススルフレーション及び脱炭酸化を通したアミノプロピル化において重要な機能を果たします。

SAMは本来不安定な分子であり、258~260 nmにおける最大OD値が顕著な吸収ではないため、様々な体液と組織での濃度の決定が常に困難な課題です。SAMの生物学的濃度の決定と、体液や組織、細胞小器官におけるSAMの変化や代謝経路の観測するための、高額な装置(LC、MS、LC/MS)を必要とせず、単純で便利な方法が切に望まれています。

SAM-eは以下の疾患において有用であると言われています。
・うつ病、パーキンソン病、骨関節炎、肝疾患、(特に妊婦の)肝内胆汁うっ滞症、繊維筋痛症、AIDS関連の脊髄症(AIDSと関連した脊椎と神経の疾患)

限られてはいますが、以下の状態におけるSAMeの役割に関する研究もございます。
・注意欠如・多動性障害(ADHD)、月経前症候群(PMS)、月経前不快気分障害(PMDD)、慢性疲労症候群(CFS)、心疾患、知的障害、多発性硬化症、認知症、アルツハイマー型認知症、腱炎、滑液包炎、脊髄損傷、てんかん、片頭痛、腰痛、鉛中毒、老化

メチル化

メチル化は、生命活動のほぼ全ての側面に関与しています。SAMはDNAやRNA、タンパク質、脂質、リン脂質、ホルモン、神経伝達物質における様々なメチル基転移反応の唯一のメチル基供与体です。適切なDNAメチル化は正常な胎児の成長において不可欠です。メチル基転移酵素遺伝子がホモ接合的に消去されていた場合は、致死となります。

不適切なDNAメチル化は多くの腫瘍で発見されています。DNAメチル化のパターンの変化は、発がん遺伝子の発現や腫瘍抑制遺伝子の発現の抑制を誘発します。げっ歯類において、メチル基を欠乏させたエサは肝臓がんを促します。

不可欠なプロセス

DNAのメチル化はゲノムを制限酵素から守ります。SAMは、ある種のmRNAの非翻訳領域内に組込まれた構造的ドメインとの結合によって遺伝子発現を制御します。SAMは、下記を含む、不可欠な生体分子の生成物にメチル基を供与します。

• アセチル-L-カルニチン:

  神経に関する栄養素や膜輸送に関わる物質

• エピネフリン/アドレナリン:

  内因性カテコールアミン、ストレスホルモン、神経伝達物質

• ホスファチジルコリン:

  最重要な膜リン脂質

• カルニチン:

  脂肪燃焼

• クレアチンリン酸:

  重要なATP貯蔵物質

• メラトニン:

  概日リズムを調節する物質

SAMは細胞の成長と修復で必要とされています。また、エピネフリンのように、心的状態への影響を持つ、いくつかのホルモンと神経伝達物質の生合成に関与しています。メチル基転移酵素も、mRNAの5’-キャップの隣にある1つ目と2つ目の2’-ヒドロキシルへメチル基を付加する役割があります。

トランススルフレーション

トランススルフレーションは、SAMからメチル基を転移した後の構造であるS-アデノシルホモシステイン(SAH)から開始します。SAHの加水分解によりホモシステインが生成されます。ホモシステインは、シスタチオニン、システイン、最終的には、肝細胞の抗酸化物質であり生命を守る解毒物質であるグルタチオンへと変化します。食餌のシステインは含有量が低く、最大80%が消化管を通じてスルフヒドリル基を失うため、SAMは、グルタチオンの構成要素であるシステインの主な供給源となります。抗酸化物質として、システインはダメージを与える活性酸素分子から体を守ります。これらの活性酸素分子は、体内または環境汚染から発生し、老化や変性疾患の発症に関与していると考えられています。一般的に、SAMeは体内において他のアミノ酸の機能レベルを上昇させると考えられています。

アミノプロピル化

アミノプロピル化は、脱炭酸化(脱炭酸酵素)を通してSAMから開始するもう一つのプロセスです。脱炭酸化されたSAMは次に、プトレシンと結合することで、細胞成長、分化、及びDNAとRNAの安定性にとても重要なスペルミジンとスペルミンを生成します。さらに、ポリアミン合成の副産物であるメチルチオアデノシン(MTA)は強力な鎮痛剤であり抗炎症剤です。少なくとも一部分的には、SAMeを用いた骨関節炎、関節リウマチ、繊維筋痛症の治療で観測された臨床的な恩恵の要因であると考えられます。

A Necessary Chemical

S-Adenosylmethionine (SAM-e, SAMe, SAM, AdoMet, ademetionine) was discovered in Italy by G. L. Cantoni in 1952. It is made from Adenosine Triphosphate (ATP) and Methionone by Methionine Adenosyltransferase. S-adenosylmethionine is a critical metabolite in most living organisms. It performs important functions of transmethylation, transsulfuration, and aminopropylation through decarboxylation.

Since SAM is an intrinsically unstable molecufle, and its optical density maximum of 258-260 nm is not a distinguished absorption, the determination of its concentration in various biological fluids and tissues has always been a challenging task. A simple, convenient method that does not require costly instrumentation (LC, MS, and combinations) is clearly desirable for the determination of the biological concentration of SAM, and to monitor its change and metabolic paths in the body fluids, tissues and organelles.

SAM-e is claimed to be helpful for the following conditions: Depression, Parkinson’s Disease, Osteoarthritis symptoms, Liver disease, Intrahepatic Cholestasis (of pregnancy especially), Fibormyalgia, AIDS-related myelopathy (a spine and nerve disorder associated with AIDS). There has be also limited research that has referenced for SAMe’s role in the following conditions: Attention deficit hyperactivity disorder (ADHD), Premenstrual syndrome (PMS), Premenstrual dysphoric disorder (PMDD), Chronic fatigue syndrome (CFS), heart disease, defective intellectual performance, multiple sclerosis, dementia, Alzeimer’s disease, tendonitis, bursitis, spinal cord injury, seizure, migraine headache, chronic low back pain, lead poisoning and aging.

It is also critically necessary to understand the impact and consequence when SAM is being used daily as a nutritional supplement these days. It has been widely used as over-ther-counter medicine to relieve systems of depression, osteoarthristis and so on.

Methylation

Methylation is involved in nearly every aspect of life. SAM is the sole methyl donor for a variety of methyl-transfer reactions in DNA, RNA, proteins, lipids, phosphilipids, hormones and neurotransmitters. Proper DNA methylation is essential for normal embryonic development. However, when the methyl-transferase gene is homozygously deleted, it is lethal.

DNA improperly methylated has been found in many tumors. Alterations in DNA methylation patterns induce the expression of oncogenes or silence the expression of tumor-suppressor genes. Methyl-deficient diets promote liver cancer in rodents.

Vital Processes

DNA Methylation results in protection of the genome from restriction enzymes. SAM controls gene expression by binding to structural domains embedded within the non-coding region of certain mRNAs. SAM provides the methyl group in the production of essential bio-molecules, including:

• Acetyl-L-Carnitine:

  The Neuronutrient & Membrane-Transporting Agent

• Epinephrine & Adrenalin:

  The Endogenous Catecholamfine, Stress Hormone, & Neurotransmitter

• Phosphatidylcholine:

  The Most Important Membrane Phospholipids

• Carnitine:

  The Fat Burner

• Phosphocreatine:

  The Primary ATP Reservoir

• Melatonin:

  Circadian Rhythm Modulator

SAM is required for cellular growth and repair. It is also involved in the biosynthesis of several hormones and neurotransmitters that affect mood, such as epinephrine. Methyltransferases are also responsible for the addition of methyl groups to the 2′ hydroxyls of the first and second nucleotides next to the 5′ cap in messenger RNA

Transsulfuration

The transsulfuration begins with S-adenosylhomocysteine, or SAH, which is the residual structure of S-adenosylmethionine (SAM) upon transfering methyl group out of SAM. Hydrolysis of SAH yields homocysteine. This converts to cystathionine, cysteine, and finally to glutathione, the hepatocellular antioxidant and life-saving detoxification agent. Since dietary cysteine content is low, and up to 80% of dietary cysteine loses its sulfhydryl groups through the gastrointestinal tract, SAM is the main source of cysteine, the building block of glutathione. As an antioxidant, it protects the body from damaging reactive oxygen molecules in the body. These reactive oxygen molecules can come from inside the body or from environmental pollution and are thought to play a role in the aging process and the development of degenerative disease. In general, SAMe is thought to raise the level of functioning of other amino acids in the body.

Aminopropylation

The aminopropylation is another process initiated with SAM through decarboxylation (decarboxylase). The decarboxylated SAM then couples with putrescine to generate spermidine and spermine which are critical to cell growth, differentiation and the stability of DNA and RNA. Furthermore, Methylthioadenosine (MTA), the by-product of polyamine synthesis, is a powerful analgesic and anti-inflammatory agent. This may be, at least partially, responsible for the clinical benefits observed in the treatment of osteoarthritis, rheumatoid arthritis and fibromyalgia with SAMe.