L-serin är en naturligt förekommande aminosyra i kosten som nyligen har fått förnyad uppmärksamhet som en potentiell terapi för behandling av amyotrofisk lateral skleros (ALS), Alzheimers sjukdom (AD), ärftlig sensorisk autonom neuropati typ i (HSAN1), och sömn induktion och underhåll. Vi har tidigare rapporterat att L-serin fungerar som en konkurrerande hämmare av L-BMAA-toxicitet i cellkulturer och har sedan dess utvecklats för att undersöka de neuroprotektiva effekterna av L-serin oberoende av L-BMAA-inducerad neurotoxicitet. Till exempel, i en fas i, FDA-godkänd human klinisk studie av 20 ALS-patienter, rapporterade vårt laboratorium att 30 g L-serin/dag var säker, väl tolererad och saktade sjukdomsprogressionen i en grupp av 5 patienter. Trots ökande bevis för att L-serin är användbart i kliniken är lite känt om verkningsmekanismen för den observerade neuroprotektionen. Vi har tidigare rapporterat, i SH-SY5Y-cellkulturer, att L-serin ensam kan dysregulera det utfällda proteinresponsen (UPR) och öka översättningen av chaperonproteindisulfidisomeras (PDI), och dessa mekanismer kan bidra till clearance av mis – eller utfällda proteiner. Här utforskar vi vidare de vägar som är involverade i proteinclearance när L-serin är närvarande i låga och höga koncentrationer i cellodling. Vi inkuberade SH-SY5Y-celler i närvaro och frånvaro av L-serin och uppmätta förändringar i aktiviteten hos proteolytiska enzymer från det autofagiska lysosomala systemet, cathepsin B, cathepsin L och arylsulfatas och specifika aktiviteter hos proteasomen, peptidylglutamyl-peptidhydrolysering (PGPH) (även kallad caspasliknande), chymotrypsin och trypsinliknande. Under våra förhållanden rapporterar vi att L-serin selektivt inducerade aktiviteten hos autofagiska lysosomala enzymer, katepsiner B och L, men inte någon av proteasomhydrolyseringsaktiviteterna. För att möjliggöra jämförelse med tidigare arbete inkuberade vi också celler med L-BMAA och rapporterar ingen effekt på aktiviteten hos de autofagiska lysosomerna eller proteasomerna. Vi utvecklade också ett open source-skript för automatisering av linjära regressionsberäkningar av kinetiska data. Autofagi försämring eller misslyckande är karakteristisk för många neurodegenerativa sjukdomar; således kan aktivering av autofagisk-lysosomal proteolys bidra till den neuroprotektiva effekten av L-serin, vilket har rapporterats i cellodling och humana kliniska prövningar.
