Хистидин (съкратено His или H) e α-аминокиселина с имидазолова функционална група. Тя е една от 20-те протеиногенни аминокиселини. Нейните кодони в иРНК са CAU и CAC. Хистидинът е изолиран за първи път от германския лекар Албрехт Косел през 1896. Хистидинът е незаменима аминокиселина както за хората, така и за други бозайници. Първоначално се е смятало, че е незаменима единствено за новородените, но по-продължителни проучвания доказват нейната необходимост и за възрастните.

Химични свойства Имидазоловата странична верига на хистидина притежава pKa около 6, а като цяло pKa на аминокиселината е 6,5. Това означава, че при физиологични pH стойности, относително малки промени в pH могат да променят нейния среден заряд. Под pH 6, имидазоловият пръстен е протониран според изискванията на уравнението на Хендерсон-Хаселбах. Протониран имидазоловият пръстен съдържа две N-H връзки и е зареден положително. Позитивният заряд е равно разпределен между двата азотни атома и може да се представи чрез две еднакво важни резонансни структури.

Ароматност Имидазоловият пръстен на хистидина е ароматен при всички pH стойности. Той съдържа шест π-електрона: четири от две двойни връзки и два от една свободна електронна двойка при азотен атом. Той може да влиза в π-π взаимодействия,Lijun Wang, Na Sun, Simon Terzyan, Xuejun Zhang, and, David R. Benson. A Histidine/Tryptophan π-Stacking Interaction Stabilizes the Heme-Independent Folding Core of Microsomal Apocytochrome b5 Relative to that of Mitochondrial Apocytochrome b5. Biochemistry 2006 45 (46), 13750 – 13759 но те са усложнени вследствие на положителния заряд.Robert H. Blessing, Edward L. McGandy. Base stacking and hydrogen bonding in crystals of imidazolium dihydrogen orthophosphate. Journal of the American Chemical Society 1972 94 (11), 4034 – 4035. В нито едно състояние не поглъща светлина при 280 nm, но го прави в късата УВ област повече от други аминокиселини.Katoh R. Absorption Spectra of Imidazolium Ionic Liquids. Chemistry Letters. Vol. 36 (2007), No. 10 p.1256.AR Goldfarb, LJ Saidel, E Mosovich. THE ULTRAVIOLET ABSORPTION SPECTRA OF PROTEINS. Journal of Biological Chemistry, 1951, p.397 – 404.

Биохимия Имидазоловата странична верига е често срещан координационен лиганд в различни металопротеини както и част в каталитични центрове на някои ензими. В каталитичните триади, базичният азот на хистидина привлича протон от серин, треонин или цистеин, превръщайки съответната аминокиселина в нуклеофил. В хистидиновата протонна совалка, хистидинът взема участие в бързия транспорт на протони, осъществявайки това чрез своя базичен азотен атом, който откъсва протон и образува положително зареден метаболит. След това този метаболит предава протона и съответно положителния заряд на друга молекула – буфер, освобождавайки своя киселинен азотен атом до неговото основно базично състояние. При карбоанхидразните ензими, хистидинова протонна совалка се използва за бързо пренасяне на протони вън от цинк-свързаните водни молекули, като по този начин се възстановява активната форма на ензима.

Метаболизъм Аминокиселината е прекурсор за биосинтезата на хистамин (биогенен амин, вазодилататор, взимаш участие в алергичните реакции) и карнозин.

Ензимът хистидин амоняк лиаза (хистидиназа) трансформира хистидина в амоняк и уроканова киселина. Липсата на този ензим се среща при рядкото метаболитно заболяване хистидинемия. В актинобактериите и филаментозните гъби, като Neurospora crassa, хистидинът може да бъде превърнат до антиоксиданта ерготионеин.

Катаболизъм Катаболизмът на хистидин протича през уроканат, 4-имидазолон-5-пропионат и N-формаминоглутатамат. Формиминовата група, трансферирана до тетрахидрофолата, формира глутамат, а след това α-кетоглутарат. При дефицит на фолиева киселина прехвърлянето на формиминовата групата се нарушава и N-формаминоглутатаматът се екскретира. Екскрецията му след доза от хистидин може да се използва за установяването на дефицит от фолиева киселина. Заболявания, причинени от нарушения в хистидиновия катаболизъм са хистидинемия и уроканатна ацидурия.

Източници

Категория:Протеиногенни аминокиселини Категория:Незаменими аминокиселини Категория:Основни аминокиселини Категория:Имидазоли Категория:Едноосновни киселини