Hydroxyprolin - Hydroxyproline
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| Namen | |
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IUPAC-Name
(2 S ,4 R )-4-Hydroxypyrrolidin-2-carbonsäure
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| Bezeichner | |
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3D-Modell ( JSmol )
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| ChemSpider | |
| ECHA-InfoCard |
100.000.084 
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| Gittergewebe | Hydroxyprolin |
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PubChem- CID
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| UNII | |
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CompTox-Dashboard ( EPA )
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| Eigenschaften | |
| C 5 H 9 N O 3 | |
| Molmasse | 131,131 g·mol -1 |
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Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa). |
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 überprüfen ( was ist ?)
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| Infobox-Referenzen | |
(2 S , 4 R ) -4-Hydroxyprolin oder L -Hydroxyprolin ( C 5 H 9 O 3 N ), eine Aminosäure , abgekürzt als Hyp oder O , beispielsweise , in Protein Data Bank .
Struktur und Entdeckung
1902 isolierte Hermann Emil Fischer Hydroxyprolin aus hydrolysierter Gelatine . 1905 synthetisierte Hermann Leuchs ein racemisches Gemisch von 4-Hydroxyprolin.
Hydroxyprolin unterscheidet sich von Prolin durch das Vorhandensein einer Hydroxylgruppe (OH), die an das Gamma-Kohlenstoffatom gebunden ist.
Produktion und Funktion
Hydroxyprolin wird durch Hydroxylierung der Aminosäure Prolin durch das Enzym Prolylhydroxylase nach der Proteinsynthese (als posttranslationale Modifikation ) hergestellt. Die enzymkatalysierte Reaktion findet im Lumen des endoplasmatischen Retikulums statt . Obwohl es nicht direkt in Proteine eingebaut wird, umfasst Hydroxyprolin ungefähr 4% aller Aminosäuren, die in tierischem Gewebe vorkommen, eine Menge von mehr als sieben anderen Aminosäuren, die translational eingebaut werden.
Tiere
Kollagen
Hydroxyprolin ist eine Hauptkomponente des Proteins Kollagen , umfassend etwa 13,5% von Säugetier Kollagen. Hydroxyprolin und Prolin spielen eine Schlüsselrolle für die Kollagenstabilität. Sie ermöglichen das scharfe Verdrehen der Kollagenhelix. In der kanonischen Collagen-Xaa-Yaa-Gly-Triade (wobei Xaa und Yaa eine beliebige Aminosäure sind) wird ein Prolin, das die Yaa-Position einnimmt, hydroxyliert, um eine Xaa-Hyp-Gly-Sequenz zu ergeben. Diese Modifikation des Prolinrest erhöht die Stabilität des Collagens Tripelhelix . Es wurde ursprünglich vorgeschlagen, dass die Stabilisierung darauf zurückzuführen ist, dass Wassermoleküle ein Wasserstoffbrückennetzwerk bilden, das die Prolylhydroxylgruppen und die Carbonylgruppen der Hauptkette verbindet. Anschließend wurde gezeigt, dass die Stabilitätserhöhung hauptsächlich durch stereoelektronische Effekte erfolgt und dass die Hydratisierung der Hydroxyprolinreste wenig oder keine zusätzliche Stabilität liefert.
Nicht-Kollagen
Neben Kollagen besitzen die Säugetierproteine Elastin und Argonaut 2 kollagenartige Domänen, in denen Hydroxyprolin gebildet wird. Einige Schneckengifte, Conotoxine , enthalten Hydroxyprolin, aber keine kollagenähnlichen Sequenzen.
Es wurde gezeigt, dass die Hydroxylierung von Prolin daran beteiligt ist, die Alpha-Untereinheit (HIF-1 alpha) des Hypoxie-induzierbaren Faktors (HIF) für den Abbau durch Proteolyse anzusteuern . Unter Normoxie (normale Sauerstoffbedingungen) hydroxyliert das Protein EGLN1 [1] das Prolin an der Position 564 von HIF-1 alpha, was eine Ubiquitylierung durch den von Hippel-Lindau-Tumorsuppressor (pVHL) und anschließendes Targeting für den Proteasomabbau ermöglicht .
Hydroxyprolin wird in wenigen Proteinen außer Kollagen gefunden. Aus diesem Grund wurde der Hydroxyprolingehalt als Indikator verwendet, um die Kollagen- und/oder Gelatinemenge zu bestimmen .
Pflanzen
Hydroxyprolinreiche Glykoproteine (HRGPs) kommen auch in Pflanzenzellwänden vor . Diese Hydroxyproline dienen als Anknüpfungspunkte für Glykanketten, die als posttranslationale Modifikationen hinzugefügt werden .
Klinische Bedeutung
Prolin- Hydroxylierung erfordert Ascorbinsäure ( Vitamin C ). Die offensichtlichsten ersten Auswirkungen (Gingival- und Haarprobleme) des Fehlens von Ascorbinsäure beim Menschen sind auf den resultierenden Defekt bei der Hydroxylierung von Prolinresten des Kollagens zurückzuführen , mit einer verringerten Stabilität des Kollagenmoleküls, was zu Skorbut führt .
Erhöhte Serum- und Urinspiegel von Hydroxyprolin wurden auch bei Morbus Paget nachgewiesen .
Andere Hydroxyproline
Auch andere Hydroxyproline kommen in der Natur vor. Die bemerkenswertesten sind 2,3- cis- , 3,4- trans- und 3,4-Dihydroxyprolin, die in Diatomeen -Zellwänden vorkommen und eine Rolle bei der Siliciumdioxid- Ablagerung spielen sollen. Hydroxyprolin kommt auch in den Wänden von Oomyceten vor , pilzähnlichen Protisten, die mit Kieselalgen verwandt sind. (2 S , 4 S ) - cis - 4-Hydroxyprolin in den toxischen zyklischen Peptide Gefundene Amanita Pilze ( zB , Phalloidin ).