Гидроксипролин
 | |
| Имена | |
|---|---|
| Название ИЮПАК (2S , 4R ) -4-Гидроксипирролидин-2-карбоновая кислота | |
| Идентификаторы | |
3D model ( JSmol ) | |
| ХимическийПаук | |
| Информационная карта ECHA | 100.000.084 |
| МеШ | Гидроксипролин |
ПабХим CID | |
| НЕКОТОРЫЙ | |
Панель управления CompTox ( EPA ) | |
| Характеристики | |
| C5H9NOC5H9NO3 | |
| Молярная масса | 131.131 g·mol −1 |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в стандартном состоянии (при 25 °C [77 °F], 100 кПа). | |
(2 S ,4 R )-4-Гидроксипролин , или L -гидроксипролин ( C 5 H 9 O 3 N ), представляет собой аминокислоту , сокращенно обозначаемую как Hyp или O , например , в Protein Data Bank .
Структура и открытие
[ редактировать ]В 1902 году Герман Эмиль Фишер выделил гидроксипролин из гидролизованного желатина . В 1905 году Герман Лойхс синтезировал рацемическую смесь 4-гидроксипролина. [1]
Гидроксипролин отличается от пролина наличием гидроксильной (ОН) группы, присоединенной к гамма-атому углерода.
Производство и функции
[ редактировать ]Гидроксипролин производится путем гидроксилирования аминокислоты пролина ферментом пролилгидроксилазой после синтеза белка (как посттрансляционная модификация ). Реакция, катализируемая ферментами, протекает в просвете эндоплазматической сети . Хотя он не встраивается напрямую в белки, гидроксипролин составляет примерно 4% всех аминокислот, обнаруженных в тканях животных, — это количество превышает семь других аминокислот, которые встраиваются трансляционно. [2]
Животные
[ редактировать ]Коллаген
[ редактировать ]Гидроксипролин является основным компонентом белка коллагена . [3] Содержит примерно 13,5% коллагена млекопитающих. Гидроксипролин и пролин играют ключевую роль в стабильности коллагена. [4] Они допускают резкое скручивание спирали коллагена. [5] В канонической триаде коллагена Xaa-Yaa-Gly (где Xaa и Yaa представляют собой любую аминокислоту) пролин, занимающий положение Yaa, гидроксилируется с образованием последовательности Xaa-Hyp-Gly. коллагена Эта модификация остатка пролина увеличивает стабильность тройной спирали . Первоначально предполагалось, что стабилизация происходит за счет того, что молекулы воды образуют сеть водородных связей, связывающую пролилгидроксильные группы и карбонильные группы основной цепи. [6] Впоследствии было показано, что увеличение стабильности происходит главным образом за счет стереоэлектронных эффектов и что гидратация остатков гидроксипролина практически не обеспечивает дополнительную стабильность. [7]
Неколлагеновый
[ редактировать ]Гидроксипролин содержится в немногих белках, кроме коллагена. По этой причине содержание гидроксипролина использовалось в качестве индикатора для определения количества коллагена и/или желатина . Однако белки млекопитающих эластин и аргонавт-2 имеют коллагеноподобные домены, в которых образуется гидроксипролин. Некоторые яды улиток, конотоксины , содержат гидроксипролин, но не имеют коллагеноподобных последовательностей. [2]
Было показано, что гидроксилирование пролина участвует в нацеливании на субъединицу альфа -индуцируемого гипоксией фактора (HIF) ( HIF-1 альфа ) для деградации путем протеолиза . В нормоксии (нормальные кислородные условия) белок EGLN1 [1] гидроксилирует пролин в положении 564 HIF-1 альфа, что позволяет убиквитилировать супрессором опухоли фон Хиппеля-Линдау (pVHL) и последующее нацеливание на деградацию протеасом . [8]
Растения
[ редактировать ], богатые гидроксипролином Гликопротеины (HRGP), также обнаружены в клеточных стенках растений . [9] Эти гидроксипролины служат точками прикрепления гликановых цепей , которые добавляются в результате посттрансляционных модификаций . [9]
Клиническое значение
[ редактировать ]Для гидроксилирования пролина требуется аскорбиновая кислота ( витамин С ). Наиболее очевидные и первые последствия (проблемы с деснами и волосами) отсутствия аскорбиновой кислоты у людей возникают в результате дефекта гидроксилирования остатков пролина в коллагене , что приводит к снижению стабильности молекулы коллагена, что приводит к цинге .
Повышенные уровни гидроксипролина в сыворотке и моче также наблюдались при болезни Педжета . [10]
Другие гидроксипролины
[ редактировать ]В природе существуют и другие гидроксипролины. Наиболее заметными из них являются 2,3- цис- , 3,4- транс- и 3,4-дигидроксипролин, который встречается в диатомей . клеточных стенках [11] и предполагается, что они играют роль в отложении кремнезема . Гидроксипролин также обнаружен в стенках оомицетов , грибоподобных простейших, родственных диатомовым водорослям. [12] (2S , 4S ) -цис - 4-гидроксипролин содержится в токсичных циклических пептидах ( грибов мухоморов например , фаллоидине ) . [13]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ РХА Плиммер (1912) [1908]. РХА Плиммер; Ф. Г. Хопкинс (ред.). Химический состав белков . Монографии по биохимии. Том. Часть I. Анализ (2-е изд.). Лондон: Longmans, Green and Co. p. 132 . Проверено 18 января 2010 г.
- ^ Перейти обратно: а б Горрес, Келли Л.; Рейнс, Рональд Т. (апрель 2010 г.). «Пролил-4-гидроксилаза» . Критические обзоры по биохимии и молекулярной биологии . 45 (2): 106–124. дои : 10.3109/10409231003627991 . ПМЦ 2841224 . ПМИД 20199358 .
- ^ Шпак, Пол (2011). «Химия и ультраструктура рыбьих костей: значение для тафономии и анализа стабильных изотопов» . Журнал археологической науки . 38 (12): 3358–3372. дои : 10.1016/j.jas.2011.07.022 .
- ^ Нельсон, Д.Л. и Кокс, М.М. (2005) Принципы биохимии Ленингера, 4-е издание, WH Freeman and Company, Нью-Йорк.
- ^ Бринкманн Дж., Нотбом Х. и Мюллер П.К. (2005) Коллаген, Темы современной химии 247, Springer, Берлин.
- ^ Белла, Дж; Итон, М; Бродский, Б; Берман, HM (1994). «Кристаллическая и молекулярная структура коллагеноподобного пептида при разрешении 1,9 А». Наука . 266 (5182): 75–81. дои : 10.1126/science.7695699 . ПМИД 7695699 .
- ^ Котч, ФРВ; Гузей, ИА; Рейнс, RT (2008). «Стабилизация тройной спирали коллагена путем О-метилирования остатков гидроксипролина» . Журнал Американского химического общества . 130 (10): 2952–2953. дои : 10.1021/ja800225k . ПМК 2802593 . ПМИД 18271593 .
- ^ Яаккола, П.; Моль, ДР; Тиан, Ю.М.; Уилсон, Мичиган; Гилберт, Дж.; Гаскелл, С.Дж.; Кригсхайм, А.В.; Хебестрайт, HF; и др. (2001). «Нацеливание HIF-альфа на комплекс убиквитилирования фон Хиппель-Линдау посредством O2-регулируемого пролилгидроксилирования» . Наука . 292 (5516): 468–72. Бибкод : 2001Sci...292..468J . дои : 10.1126/science.1059796 . ПМИД 11292861 . S2CID 20914281 .
- ^ Перейти обратно: а б Кассаб, Глэдис I (1998). «Белки клеточной стенки растений». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 49 : 281–309. дои : 10.1146/annurev.arplant.49.1.281 . ПМИД 15012236 .
- ^ «Учебник ортопедии Уиллесса» . Безколесный онлайн . 22 июля 2020 г.
- ^ Накадзима, Т.; Вулкани, Бельгия (1969). «3,4-Дигидроксипролин: новая аминокислота в клеточных стенках диатомовых водорослей». Наука . 164 (3886): 1400–1401. Бибкод : 1969Sci...164.1400N . дои : 10.1126/science.164.3886.1400 . ПМИД 5783709 . S2CID 23673503 .
- ^ Алексопулос, К.Дж., Мимс К.В. и Блэквелл, М. (1996). Вводная микология (4-е изд.). Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. стр. 687–688. ISBN 978-0-471-52229-4 .
{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Виланд, Т. (1986). Пептиды ядовитых грибов мухомора . Спрингер.