stringtranslate.com

Гидроксипролин

(2 S ,4 R )-4-Гидроксипролин , или L- гидроксипролин ( C 5 H 9 O 3 N ), представляет собой аминокислоту , сокращенно обозначаемую Hyp или O , например , в Protein Data Bank .

Структура и открытие

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.

Цвиттер-ионная структура (2 S ,4 R )-4-гидроксипролина (слева) и (2 R ,4 S )-4-гидроксипролина (справа)

Производство и функции

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 включен напрямую в белки, гидроксипролин составляет примерно 4% всех аминокислот, обнаруженных в тканях животных, — это количество превышает семь других аминокислот, которые встраиваются трансляционно. [2]

Животные

Коллаген

Гидроксипролин является основным компонентом белка коллагена [ 3] , составляющего 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. Эта модификация остатка пролина увеличивает стабильность тройной спирали коллагена . 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 в первую очередь за счет стереоэлектронных эффектов и что гидратация остатков гидроксипролина практически не обеспечивает дополнительную стабильность. [7]

Неколлагеновый

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

Гликопротеины, богатые гидроксипролином (HRGP), также обнаружены в клеточных стенках растений . [9] Эти гидроксипролины служат точками прикрепления гликановых цепей , которые добавляются в результате посттрансляционных модификаций . [9]

Клиническое значение

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

В природе существуют и другие гидроксипролины. Наиболее заметными из них являются 2,3- цис- , 3,4- транс- и 3,4-дигидроксипролин, который встречается в клеточных стенках диатомей [11] и, как предполагается, играет роль в отложении кремнезема . Гидроксипролин также обнаружен в стенках оомицетов , грибоподобных простейших, родственных диатомовым водорослям. [12] (2S , 4S ) -цис - 4-гидроксипролин обнаружен в токсичных циклических пептидах грибов мухоморов ( например , фаллоидине ). [13]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ RHA 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.
  2. ^ аб 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. 
  3. ^ 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.
  4. ^ Нельсон, Д.Л. и Кокс, М.М. (2005) Принципы биохимии Ленингера, 4-е издание, WH Freeman and Company, Нью-Йорк.
  5. ^ Бринкманн Дж., Нотбом Х. и Мюллер П.К. (2005) Коллаген, Темы современной химии 247, Springer, Берлин.
  6. ^ 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.
  7. ^ 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. 
  8. ^ Яаккола, П.; Моль, ДР; Тиан, Ю.М.; Уилсон, Мичиган; Гилберт, Дж.; Гаскелл, С.Дж.; Кригсхайм, А.В.; Хебестрайт, HF; и другие. (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 . PMID  11292861. S2CID  20914281.
  9. ^ аб Кассаб, Глэдис I (1998). «Белки клеточной стенки растений». Ежегодный обзор физиологии растений и молекулярной биологии растений . 49 : 281–309. doi : 10.1146/annurev.arplant.49.1.281. ПМИД  15012236.
  10. ^ "Учебник ортопедии Уилесса". Безколесный онлайн . 22 июля 2020 г.
  11. ^ 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. PMID  5783709. S2CID  23673503.
  12. ^ Алексопулос, CJ, Мимс CW 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 )
  13. ^ Виланд, Т. (1986). Пептиды ядовитых грибов мухомора . Спрингер.

Внешние ссылки