(2S,4R)-4-Hidroksiprolin, ili L-hidroksiprolin (C5H9O3N), je aminokiselina, skraćeno Hyp ili O, npr. u Proteinskoj banci podataka.

Struktura i otkriće Godine 1902. Hermann Emil Fischer je izolovao hidroksiprolin iz hidrolizirane želatine. Godine 1905. Hermann Leuchs je sintetizirao racemičnu smjesu 4-hidroksiprolina.

Hidroksiprolin se razlikuje od prolina po prisustvu hidroksilne (OH) grupe vezane za gama ugljikov atom. desno|mini|360x360piksel| Zwitterionska struktura ( 2S, 4R )-4-hidroksiprolina (lijevo) i ( 2R, 4S )-4-hidroksiprolina (desno)

Proizvodnja i funkcija Hidroksiprolin nastaje hidroksilacijom aminokiseline prolina enzimom prolil hidroksilazom nakon sinteze proteina (kao posttranslacijska modifikacija). Enzimski katalizirana reakcija odvija se u lumenu endoplazmatskog retikuluma. Iako nije direktno ugrađen u proteine, hidroksiprolin čini približno 4% svih aminokiselina prisutnih u životinjskom tkivu, što je više od sedam drugih aminokiselina koje se translacijski ugrađuju.

Životinje

Kolagenski proteini Hidroksiprolin je glavni sastojak proteina kolagena, čineći približno 13,5% kolagena kod sisavaca. Hidroksiprolin i prolin imaju ključnu ulogu u stabilnosti kolagena,Nelson, D. L. and Cox, M. M. (2005) Lehninger's Principles of Biochemistry, 4th Edition, W. H. Freeman and Company, New York. omogućavajući naglo uvijanje kolagenske spirale.Brinckmann, J., Notbohm, H. and Müller, P.K. (2005) Collagen, Topics in Current Chemistry 247, Springer, Berlin. U kanonskoj kolagenskoj trijadi Xaa-Yaa-Gly (gdje Xaa i Yaa mogu biti bilo koja aminokiselina), prolin koji zauzima Yaa poziciju prolazi hidroksilaciju, što dovodi do sekvence Xaa-Hyp-Gly. Ova modifikacija prolinskog ostatka povećava stabilnost trostruke spirale kolagena. Prvobitno je predloženo da se stabilizacija dešava zahvaljujući molekulama vode koje formiraju mrežu vodikovih veza između hidroksilnih grupa prolila i karbonilnih grupa glavnog lanca. Kasnije je pokazano da povećanje stabilnosti prvenstveno proizlazi iz stereolektronskih efekata te da hidratacija hidroksiprolinskih ostataka pruža malo ili nimalo dodatne stabilnosti.

Nekolagenski proteini Hidroksiprolin se nalazi u malom broju proteina osim kolagena. Zbog toga se sadržaj hidroksiprolina često koristi kao indikator za određivanje količine kolagena i/ili želatine. Međutim, neki sisavčji proteini, poput elastina i argonaute 2, sadrže kolagenu slične domene u kojima se formira hidroksiprolin. Određeni otrovi puževa, konotoksini, također sadrže hidroksiprolin, ali ne posjeduju kolagenu slične sekvence.

Pokazano je da je hidroksilacija prolina uključena u usmjeravanje alfa podjedinice faktora inducibilnog hipoksijom (HIF-1 alfa) na degradaciju putem proteolize. U normoksičnim uslovima (normalna koncentracija kisika), protein EGLN1 hidroksilira prolin na poziciji 564 HIF-1 alfa, što omogućava njegovu ubikvitinaciju putem tumorsupresora von Hippel-Lindau (pVHL) i naknadno usmjeravanje na razgradnju u proteasomu.

Biljke Glikoproteini bogati hidroksiprolinom (HRGPs) također se nalaze u ćelijskim zidovima biljaka. Ovi hidroksiproliini služe kao tačke vezanja za glikanske lance, koji se dodaju kao posttranslacijske modifikacije.

Klinički značaj Hidroksilacija prolina zahtijeva askorbinsku kiselinu (vitamin C). Najraniji i najočigledniji efekti njegovog nedostatka kod ljudi (problemi s desnima i kosom) proizlaze iz posljedičnog defekta u hidroksilaciji prolinskih ostataka u kolagenu, što smanjuje stabilnost kolagenske molekule i dovodi do razvoja skorbuta.

Povišeni nivoi hidroksiprolina u serumu i urinu također su zabilježeni kod Pagetove bolesti.

Analiza masene spektrometrije pokazala je smanjenu količinu posttranslacijskih modifikacija hidroksiprolina u neupaljenom tkivu pacijenata s ulceroznim kolitisom u poređenju s tkivom donora bez ove bolesti.

Ostali hidroksiprolini U prirodi postoje i drugi oblici hidroksiprolina. Najznačajniji su 2,3-cis-, 3,4-trans- i 3,4-dihidroksiprolin, koji se nalaze u ćelijskim zidovima dijatomeja i za koje se pretpostavlja da imaju ulogu u taloženju silicija. Hidroksiprolin se također nalazi u ćelijskim zidovima oomycota, gljivičnih protista srodnih dijatomejama.(2S,4S)-cis-4-Hidroksiprolin se javlja u toksičnim cikličnim peptidima iz gljiva roda Amanita (npr. faloidin).

Također pogledati

Sekundarne aminokiseline Imino kiselina Hidroksilizin

Reference

Vanjski linkovi

Parametri molekularne mehanike

Kategorija:Ciklične aminokiseline Kategorija:Alfa-aminokiseline Kategorija:Kolageni Kategorija:Proteini