Hydroxyprolin - Hydroxyproline - Wikipedia

Hydroxyprolin
(2S, 4R) -4-hydroxyprolin.svg
Jména
Název IUPAC
(2S,4R) -4-Hydroxypyrrolidin-2-karboxylová kyselina
Identifikátory
3D model (JSmol )
ChemSpider
Informační karta ECHA100.000.084 Upravte to na Wikidata
PletivoHydroxyprolin
UNII
Vlastnosti
C5H9NÓ3
Molární hmotnost131.131 g · mol−1
Pokud není uvedeno jinak, jsou uvedeny údaje o materiálech v nich standardní stav (při 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
☒N ověřit (co je šekY☒N ?)
Reference Infoboxu

(2S,4R) -4-Hydroxyprolinnebo L-hydroxyprolin (C5H9Ó3N ), je aminokyselina, zkráceně jako Hyp nebo Ó, např., v Proteinová datová banka.

Struktura a objev

V roce 1902 Hermann Emil Fischer izolovaný hydroxyprolin z hydrolyzovaného želatina. V roce 1905 Hermann Leuchs syntetizoval racemickou směs 4-hydroxyprolinu.[1]

Hydroxyprolin se liší od prolin přítomností hydroxylové (OH) skupiny navázané na gama uhlíkový atom.

Zwitterionová struktura (2S,4R) -4-hydroxyprolin (vlevo) a (2R,4S) -4-hydroxyprolin (vpravo)

Výroba a funkce

Hydroxyprolin je produkován hydroxylace aminokyseliny prolin enzymem prolylhydroxyláza po syntéze bílkovin (jako a posttranslační modifikace ). Enzymem katalyzovaná reakce probíhá v lumen z endoplazmatické retikulum. Ačkoli není přímo inkorporován do proteinů, hydroxyprolin obsahuje zhruba 4% všech aminokyselin nalezených ve zvířecí tkáni, což je množství větší než sedm dalších aminokyselin, které jsou translačně inkorporovány.[2]

Zvířata

Kolagen

Hydroxyprolin je hlavní složkou protein kolagen,[3] obsahující zhruba 13,5% savčího kolagenu. Hydroxyprolin a prolin hrají klíčové role pro stabilitu kolagenu.[4] Umožňují ostré kroucení kolagenové šroubovice.[5] V kanonickém kolagenu triády Xaa-Yaa-Gly (kde Xaa a Yaa jsou libovolné aminokyseliny) je prolin zaujímající pozici Yaa hydroxylován za vzniku sekvence Xaa-Hyp-Gly. Tato modifikace prolinového zbytku zvyšuje stabilitu kolagenu trojitá šroubovice. Původně bylo navrženo, že stabilizace byla způsobena molekulami vody tvořícími vodíkovou vazebnou síť spojující prolyl hydroxylové skupiny a karbonylové skupiny hlavního řetězce.[6] Následně se ukázalo, že ke zvýšení stability dochází především stereoelektronické efekty a že hydratace hydroxyprolinových zbytků poskytuje malou nebo žádnou další stabilitu.[7]

Nekolagen

Kromě kolagenu také savčí proteiny elastin a argonaute 2 mají domény podobné kolagenu, ve kterých se tvoří hydroxyprolin. Některé šnečí jedy, konotoxiny obsahují hydroxyprolin, ale chybí jim sekvence podobné kolagenu.[2]

Ukázalo se, že při cílení je zahrnuta hydroxylace prolin Faktor indukovatelný hypoxií (HIF) alfa podjednotka (HIF-1 alfa) pro degradaci proteolýza. Pod normoxie (normální podmínky kyslíku) EGLN1[1] protein hydroxyluje prolin v poloze 564 HIF-1 alfa, což umožňuje ubikvitylace podle supresor nádoru von Hippel-Lindau (pVHL) a následné cílení na proteazom degradace.[8]

Hydroxyprolin se nachází v několika bílkovinách kromě kolagenu. Z tohoto důvodu byl jako indikátor pro stanovení použit obsah hydroxyprolinu kolagen a / nebo želatina množství.

Rostliny

Bohatý na hydroxyprolin glykoproteiny (HRGP) se také nacházejí v rostlinné buněčné stěny.[9] Tyto hydroxyproliny slouží jako připojovací body pro glykanové řetězce které se přidávají jako posttranslační úpravy.[9]

Klinický význam

Prolin vyžaduje hydroxylace kyselina askorbová (vitamín C ). Nejviditelnější první účinky (problémy s dásněmi a vlasy) absence kyselina askorbová u lidí pocházejí z výsledné poruchy v hydroxylace z prolin zbytky kolagen, se sníženým stabilita molekuly kolagenu, což způsobuje kurděje.

Zvýšené hladiny hydroxyprolinu v séru a moči byly také prokázány u Pagetova nemoc.[10]

Ostatní hydroxyproliny

V přírodě existují i ​​jiné hydroxyproliny. Nejpozoruhodnější jsou 2,3-cis-, 3,4-trans-, a 3,4-dihydroxyprolin, který se vyskytuje v rozsivka buněčné stěny[11] a předpokládá se, že budou mít roli v oxid křemičitý depozice. Hydroxyprolin se také nachází ve stěnách oomycety, houboví protisti příbuzní rozsivkám.[12] (2S,4S)-cis-4-Hydroxyprolin se nachází v toxických cyklických peptidech z Amanita houby (např., phalloidin ).[13]

Viz také

Reference

  1. ^ R.H.A. Plimmer (1912) [1908]. R.H.A. Plimmer; F.G. Hopkins (eds.). Chemické složení proteinů. Monografie o biochemii. Část I. Analýza (2. vyd.). London: Longmans, Green and Co. str. 132. Citováno 18. ledna 2010.
  2. ^ A b Gorres, Kelly L .; Raines, Ronald T. (duben 2010). "Prolyl 4-hydroxyláza". Kritické recenze v biochemii a molekulární biologii. 45 (2): 106–124. doi:10.3109/10409231003627991. PMC  2841224. PMID  20199358.
  3. ^ Szpak, Paul (2011). „Chemie a ultrastruktura rybích kostí: důsledky pro taphonomii a stabilní analýzu izotopů“. Journal of Archaeological Science. 38 (12): 3358–3372. doi:10.1016 / j.jas.2011.07.022.
  4. ^ Nelson, D. L. a Cox, M. M. (2005) Lehninger's Principles of Biochemistry, 4. vydání, W. H. Freeman and Company, New York.
  5. ^ Brinckmann, J., Notbohm, H. a Müller, P.K. (2005) Collagen, Topics in Current Chemistry 247, Springer, Berlin.
  6. ^ Bella, J; Eaton, M; Brodsky, B; Berman, HM (1994). "Krystal a molekulární struktura peptidu podobného kolagenu v rozlišení 1,9 A". Věda. 266 (5182): 75–81. doi:10.1126 / science.7695699. PMID  7695699.
  7. ^ Kotch, F.W .; Guzei, I.A .; Raines, R.T. (2008). "Stabilizace kolagenové trojité šroubovice pomocí O-metylace zbytků hydroxyprolinu". Journal of the American Chemical Society. 130 (10): 2952–2953. doi:10.1021 / ja800225k. PMC  2802593. PMID  18271593.
  8. ^ Jaakkola, P .; Mole, D.R .; Tian, ​​Y.M .; Wilson, M.I .; Gielbert, J .; Gaskell, S.J .; Kriegsheim, A.V .; Hebestreit, H.F .; et al. (2001). „Cílení HIF-alfa na ubikvititační komplex von Hippel-Lindau pomocí kyslíkem regulované prolylhydroxylace“. Věda. 292 (5516): 468–72. doi:10.1126 / science.1059796. PMID  11292861.
  9. ^ A b Cassab, Gladys I (1998). "Proteiny rostlinné buněčné stěny". Roční přehled fyziologie rostlin a molekulární biologie rostlin. 49: 281–309. doi:10.1146 / annurev.arplant.49.1.281. PMID  15012236.
  10. ^ „Bezkolejná učebnice ortopedie“. Wheeless online.
  11. ^ Nakajima, T .; Volcani, B.E. (1969). „3,4-Dihydroxyprolin: nová aminokyselina v buněčných stěnách rozsivky“. Věda. 164 (3886): 1400–1401. doi:10.1126 / science.164.3886.1400. PMID  5783709.
  12. ^ Alexopoulos, C.J., Mims C.W. a Blackwell, M. (1996). Úvodní mykologie (4. vydání). New York: John Wiley & Sons. 687–688. ISBN  978-0-471-52229-4.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
  13. ^ Wieland, T. (1986). Peptidy jedovatých hub muchomůrka. Springer.

externí odkazy