Serin: der Weg im Körper · Biomarker & Blutanalyse

Serin ist Teil des Weges „Glycin und Serin“. Diese Seite zeigt den ganzen Weg; die Station von Serin ist hervorgehoben.

Hier steht dieser Laborwert: Serin — Aminosäure. Die Phosphatase PSPH spaltet die Phosphatgruppe ab; so entsteht Serin. Serin stammt außerdem aus der Nahrung und aus dem Abbau körpereigener Eiweiße. Ist wenig Serin da, bildet die Zelle mehr selbst. Quelle 1

Kurz erklärt

Glycin und Serin sind Aminosäuren, die der Körper auch selbst bilden kann. Sie liefern Ein-Kohlenstoff-Einheiten und sind Bausteine von Eiweißen, Membranen und Glutathion. Die Serin-Hydroxymethyltransferase verbindet beide und speist so den Folatkreislauf.

9 Stationen · 4 Quellen

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Der Weg Schritt für Schritt

An jeder Station steht, was der Stoff dort tut. Drei Zeichen: ↑ liefert — baut auf oder stellt bereit · ↓ zehrt — hemmt, verbraucht oder entzieht · ↕ beides, je nach Menge. Dahinter steht, worauf die Aussage beruht: gesicherte Physiologie, in Studien beobachtet oder umstritten. Die Zeichen bewerten nicht; sie benennen die Richtung.

3-Phosphoglycerat → 3-Phosphohydroxypyruvat PHGDH · NAD⁺ Die Phosphoglycerat-Dehydrogenase (PHGDH) macht aus der OH-Gruppe eine Ketogruppe und überträgt den Wasserstoff auf NAD⁺. Dieser Schritt gibt das Tempo des Serinwegs vor. Quelle 1↑ liefert Der erste Schritt gibt das Tempo des ganzen Serinwegs vor: PHGDH legt fest, wie viel Kohlenstoff aus dem Zuckerabbau Richtung Serin geht. Dabei wird NAD⁺ zu NADH. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Bildet PHGDH viel 3-Phosphohydroxypyruvat, reicht PSAT1 es rasch weiter; die Zwischenstufe sammelt sich kaum an, und der Fluss zum Serin nimmt zu.

zu wenig — Ist wenig NAD⁺ frei oder arbeitet PHGDH langsam, entsteht wenig 3-Phosphohydroxypyruvat, und der ganze Serinweg aus Zucker läuft langsamer.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
3-Phosphohydroxypyruvat → 3-Phosphoserin PSAT1 · Vitamin B6 (PLP), Glutamat Die Aminotransferase PSAT1 überträgt eine Aminogruppe von Glutamat auf das Molekül. Sie arbeitet mit Pyridoxalphosphat, der aktiven Form von Vitamin B6. Aus dem Glutamat wird dabei α-Ketoglutarat. Quelle 1↑ liefert PSAT1 tauscht Stickstoff: Glutamat gibt seine Aminogruppe ab und wird zu α-Ketoglutarat, einem Zwischenprodukt des Citratzyklus. So verknüpft dieser Schritt Serinbildung und Stickstoffhaushalt. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Läuft viel über PSAT1, wird entsprechend viel Glutamat zu α-Ketoglutarat umgesetzt; der Schritt bindet die Serinbildung so an den Glutamatvorrat.

zu wenig — Ist wenig Vitamin B6 oder Glutamat da, kommt PSAT1 nicht nach, und es entsteht weniger 3-Phosphoserin für den letzten Schritt.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
3-Phosphoserin → Serin PSPH · Magnesium Die Phosphatase PSPH spaltet die Phosphatgruppe ab; so entsteht Serin. Serin stammt außerdem aus der Nahrung und aus dem Abbau körpereigener Eiweiße. Ist wenig Serin da, bildet die Zelle mehr selbst. Quelle 1↑ liefert Serin ist ein Verteiler: Es liefert die Ein-Kohlenstoff-Einheit für den Folatkreislauf und das Gerüst für Glycin, Cystein und Membranlipide. In vielen Zellen ist es die Hauptquelle der Ein-Kohlenstoff-Einheiten. gesicherte Physiologie Quelle 2, 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist reichlich Serin da, deckt es Glycinbildung und Folatkreislauf; den Überschuss baut eine Dehydratase zu Pyruvat ab, das in den Energiestoffwechsel geht.

zu wenig — Ist wenig Serin da, steht weniger für Glycin, Ein-Kohlenstoff-Einheiten und Sphingolipide bereit; die Zelle bildet dann mehr Serin selbst aus 3-Phosphoglycerat.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 3
Serin → Glycin SHMT · Vitamin B6 (PLP), THF (Folat) Die Serin-Hydroxymethyltransferase (SHMT) nimmt von Serin eine Ein-Kohlenstoff-Einheit ab und überträgt sie auf Tetrahydrofolat. Zurück bleibt Glycin. Der Schritt ist umkehrbar. Quelle 2, 3↑ liefert Die SHMT-Reaktion ist umkehrbar: Je nach Lage macht sie aus Serin Glycin und eine Ein-Kohlenstoff-Einheit oder aus Glycin wieder Serin. So hängen beide Vorräte eng zusammen. gesicherte Physiologie Quelle 2, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Staut sich Glycin, baut das Glycin-Spaltsystem den Überschuss im Mitochondrium ab, oder SHMT macht daraus wieder Serin.

zu wenig — Ist wenig Glycin da, wird es zuerst auf die Bausteine verteilt; nach Berechnungen in den Übersichten deckt die Eigenbildung den Bedarf für Kollagen, Glutathion und Häm nicht immer vollständig.

in Studien beobachtet · Quelle 3, 4
Glycin → Glycin als Baustein Glycin ist Baustein von Glutathion, Häm und Kreatin und wird außerdem an Gallensäuren geknüpft. Im Kollagen des Bindegewebes ist jede dritte Stelle der Kette ein Glycin. So wird Glycin verbraucht. Quelle 4, 3↑ liefert Als Baustein wird Glycin verbraucht: Mit Cystein und Glutamat bildet es Glutathion, mit Succinyl-CoA den Vorläufer des Häms, mit Arginin den Vorläufer des Kreatins. gesicherte Physiologie Quelle 4, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist reichlich Glycin da, laufen diese Synthesen bis an die Grenze ihrer Enzyme; was darüber hinaus anfällt, baut das Glycin-Spaltsystem ab.

zu wenig — Ist wenig Glycin da, greifen Kollagen, Glutathion, Häm und Kreatin auf denselben Vorrat zu; in Studien entsteht dann weniger Glutathion.

in Studien beobachtet · Quelle 4, 3
Glycin-Spaltsystem → 5,10-Methylen-THF Glycin-Spaltsystem · THF (Folat), NAD⁺ Die Ein-Kohlenstoff-Einheit sitzt nun am Tetrahydrofolat. Von dort geht sie in den Aufbau von DNA-Bausteinen und in die Bildung von Methylgruppen. Beide Wege greifen auf dieselbe Einheit zu. Quelle 2↑ liefert 5,10-Methylen-THF ist eine Weiche: Die Thymidylat-Synthase baut die Einheit in DNA-Bausteine ein, die MTHFR macht daraus 5-Methyl-THF für die Bildung von Methionin und Methylgruppen. gesicherte Physiologie Quelle 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Ist reichlich Methylen-THF da, laufen DNA-Bausteinbildung und Methylierung nebeneinander; über SHMT kann die Einheit auch wieder auf Glycin übertragen werden, sodass Serin entsteht.

zu wenig — Ist wenig Methylen-THF da, greifen DNA-Bausteine und Methylgruppen auf dieselbe Einheit zu; es entsteht weniger Thymidin, und an seiner Stelle wird eher Uracil in die DNA eingebaut.

gesicherte Physiologie · Quelle 2

Weitere Stationen

3-Phosphoglycerat — aus dem Zuckerabbau Beim Abbau von Traubenzucker entsteht 3-Phosphoglycerat. Ein Teil davon wird abgezweigt und dient als Ausgangsstoff für Serin. Wie viel abzweigt, bestimmt vor allem das erste Enzym PHGDH. Quelle 1↑ liefert 3-Phosphoglycerat ist der Abzweig vom Zuckerabbau: Was hier in den Serinweg geht, wird zum Kohlenstoffgerüst für Serin, Glycin und Ein-Kohlenstoff-Einheiten statt zu Energie. gesicherte Physiologie Quelle 1
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Kommt viel 3-Phosphoglycerat an, läuft der größte Teil im Zuckerabbau weiter; wie viel davon in den Serinweg abzweigt, bestimmt vor allem die Menge an PHGDH.

zu wenig — Ist wenig 3-Phosphoglycerat da, bildet die Zelle weniger Serin selbst und ist stärker auf Serin aus der Nahrung und aus dem Abbau körpereigener Eiweiße angewiesen.

gesicherte Physiologie · Quelle 1
Sphingolipide — Bausteine von Membranen Serin ist Baustein von Phosphatidylserin und – zusammen mit einer Fettsäure – Ausgangsstoff der Sphingolipide. Über Cystathionin führt es außerdem zum Cystein. Ist wenig Serin da, entstehen weniger davon. Quelle 1, 3↑ liefert Serin liefert das Rückgrat der Sphingolipide und den Kopf des Phosphatidylserins; beide sind Teil der Zellmembranen. Über Cystathionin gibt es außerdem sein Kohlenstoffgerüst an Cystein weiter. gesicherte Physiologie Quelle 1, 3
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Mehr Serin bringt nicht beliebig mehr Membranlipide; den Takt geben die Enzyme vor, die Serin mit Fettsäuren und Kopfgruppen verknüpfen.

zu wenig — Ist wenig Serin da, entstehen weniger Sphingolipide und Phosphatidylserin, und weniger Serin fließt über Cystathionin zum Cystein.

gesicherte Physiologie · Quelle 1, 3
Glycin-Spaltsystem — im Mitochondrium Ein Komplex aus vier Eiweißen zerlegt Glycin in Kohlendioxid, Ammoniak und eine Ein-Kohlenstoff-Einheit. Er arbeitet mit Vitamin B6, Liponsäure und Tetrahydrofolat. Es ist der wichtigste Abbauweg für Glycin. Quelle 3, 2↑ liefert Das Spaltsystem verbraucht Glycin und liefert dafür eine Ein-Kohlenstoff-Einheit an Tetrahydrofolat; Kohlendioxid und Ammoniak werden frei, NAD⁺ wird zu NADH. gesicherte Physiologie Quelle 3, 2
⚖ Wenn das Gleichgewicht kippt

zu viel — Arbeitet das Spaltsystem viel, wird mehr Glycin abgebaut und mehr Ammoniak frei, den die Leber über den Harnstoffzyklus entsorgt.

zu wenig — Arbeitet das Spaltsystem wenig, staut sich Glycin in Blut und Gewebe, weil sein wichtigster Abbauweg kaum läuft.

gesicherte Physiologie · Quelle 4, 3

Cofaktoren dieses Weges

Vitamin B6 (PLP) — Cofaktor von PSAT1, der Serin-Hydroxymethyltransferase und des Glycin-Spaltsystems; ist wenig PLP da, stockt der Weg Quelle 1, 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Vitamin B6
Folsäure (THF) — Nimmt als Tetrahydrofolat die Ein-Kohlenstoff-Einheit aus Serin und Glycin auf; ohne THF kein Glycin aus Serin Quelle 2Im ORY-Katalog als Laborwert: Folsäure
NAD⁺ — Nimmt Wasserstoff auf bei PHGDH und im Glycin-Spaltsystem und wird dabei zu NADH Quelle 1, 2Im ORY-Katalog als Laborwert: NAD⁺ (Nicotinamidadenindinukleotid)
Glutamat — Liefert bei PSAT1 die Aminogruppe für 3-Phosphoserin und wird dabei zu α-Ketoglutarat Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Glutamat
Magnesium — Metall-Ion der Phosphatase PSPH, die aus 3-Phosphoserin Serin macht; ohne das Ion bleibt das Phosphat hängen Quelle 1Im ORY-Katalog als Laborwert: Magnesium
Liponsäure — Gebunden an ein Eiweiß des Glycin-Spaltsystems; trägt dort Zwischenprodukte weiter; ohne sie stockt der Glycinabbau Quelle 3

Quellen

Murtas G, Marcone GL, Sacchi S et al. L-serine synthesis via the phosphorylated pathway in humans. Cell Mol Life Sci 2020 · PubMed 32594192
Ducker GS, Rabinowitz JD. One-Carbon Metabolism in Health and Disease. Cell Metab 2017 · PubMed 27641100
Holeček M. Glycine as a conditionally essential amino acid and its relationship to l-serine. Metabolism 2025 · PubMed 40527450
Wang W, Wu Z, Dai Z et al. Glycine metabolism in animals and humans: implications for nutrition and health. Amino Acids 2013 · PubMed 23615880

Ganzer Weg: Glycin und Serin