Hüdroksülüsiin

Hüdroksülüsiin on mitteklassikaline proteinogeenne aminohape. See liidetakse lüsiinina vastavasse valku ja hüdrolüüsitakse ensüümi abil polüpeptiidis hüdroksülüsiiniks. See on sidekoes sisalduvate kollageenivalkude üks peamisi komponente.

Mis on hüdroksülüsiin?

Hüdroksüülüsiin on proteinogeenne aminohape, mis lülitatakse valku esmalt lüsiinina. Seetõttu on see mittekanooniline proteinogeenne aminohape. Mõiste "kanooniline" tähendab klassikalist.

Nii et selle aminohappe jaoks pole koodonit. Hüdroksülüsiini leidub peamiselt sidekoe kollageenis ja glükoproteiinides. Seal muundatakse lüsiin ensümaatiliste protsesside kaudu hüdroksülüsiiniks. Ainult osa lüsiinist muundatakse hüdroksülüsiiniks. Vastavate kollageenide omadused sõltuvad hüdrolüüsitud lüsiini ja proliini jääkide hulgast.

Hüdroksüülsiini saab eraldada vesinikkloriidina vabas vormis. Hüdroksülüsiini vesinikkloriid on beež pulber sulamistemperatuuriga 225 kuni 230 kraadi. See on aluseline aminohape, mis paneb ka hüdroksülüsiini sisaldavad valgud aluseliseks reageerima. Hüdroksülüsiini avastas Ameerika biokeemik ja "Kliinilise keemia" kaasasutaja Donald Van Slyke (1883-1971).

Funktsioon, mõju ja ülesanded

Hüdroksüülüsiinil on suur tähtsus sidekoe struktuuris. Glükoproteiinid sisaldavad ka hüdroksüülsiini, et moodustuda valgu glükosiidsed ühendid hüdroksüüljäägi suhkrujääkidega.

Kollageeni sees vastutab see üksikute valgu molekulide ristsidestamise eest. Koos hüdroksüülproliiniga, proliini hüdrolüüsitud vormiga, on see samuti vahend kollageeni kolmanda ja kvaternaarse struktuuri loomisel. Lüsiini hüdroksüülimist katalüüsib ensüüm lüsüülhüdroksülaas, kus osalevad kofaktorid rauaioonid ja askorbiinhape (C-vitamiin). Kollageeni hüdroksüülitud lüsiinijääkide jaotusmuster ei ole eriti jäik ega paindlik. Alati on korduvad mustrid.

Kuid valgu sees on ka terveid alasid, mis ei sisalda hüdroksüülitud lüsiinijääke. Kui hüdroksüproliin vastutab kollageeni spiraalse struktuuri eest kolme valguahela seondumise kaudu, moodustatakse erinevate valgu molekulide vahel ristsidemed hüdroksülüsiini hüdroksüülrühmade kaudu. Lisaks toimivad need molekulaarsed rühmad ka suhkruga glükosiidsideme sidumiskohana. Üldiselt tagab see sidekoe tugevuse.

Kui valkudes on puudus hüdroksülüsiinist, ei saa seda kõrvaldada täiendava aminohappe tarbimisega. Vaba hüdroksüülüsiini koodon puudub, nii et seda ei saa vastavasse valku sisse viia. Hüdroksüülsiiniga lisatud toidulisandite väärtus on seetõttu väga küsitav. Seetõttu peab puudus tulema lüsiini ebapiisavast hüdroksüülimisest.

Haridus, esinemine, omadused ja optimaalsed väärtused

Hüdroksülüsiini leidub ainult inimeste ja loomade kollageenis. Leidub ka glükoproteiine, mis sisaldavad ka hüdroksülüsiini. See hõlmab adiponektiini. Adiponektiin on hormoon, mida toodetakse rasvkoes ja millel on otsustav mõju insuliini efektiivsusele. Hüdroksüülsiini on tuvastatud ka mõnedes bakterites, näiteks Staphylococcus aureus.

Hüdroksüülitud lüsiini jaotus ei ole kollageenis ühtlane. On kohti, kus seda leidub peaaegu alati. Teistes piirkondades ei leita hüdroksülüsiini peaaegu kunagi. See ebaühtlane jaotus määrab kollageeni struktuuri. Kollageeni kolmekordses spiraalses struktuuris asub hüdroksüülüsiin alati korduva järjestuse Gly-X-Y Y-positsioonis. Mitte-spiraalse struktuuriga lühikestes piirkondades esineb hüdroksülysüni ka teistes kohtades.

Haigused ja häired

Sidekude on absoluutselt sõltuv hüdroksülüsiini olemasolust. Kollageen saab olla stabiilne ja kindel ainult siis, kui valgumolekulide vahelised ristsidemed toimivad. Hüdroksüülüsiini puudus põhjustab sidekoe nõrkust.

Kui seda leidub ainult väga väikestes kogustes või üldse mitte, pole vastav organism elujõuline. Sidekude ei saanud enam täita oma ülesannet organite piirava ja toetava koena. Tegelikult on haigusi, mille põhjuseks on hüdroksülüsiini puudumine. Kuna see aminohape lisatakse algselt valkude sünteesi käigus lüsiiniks, ei saa see olla esmane puudus. Hüdroksüülüsiin moodustatakse lüsiinhüdroksülaaside abil kollageenivalgus sisalduvast lüsiinist. Hüdroksülüsiini puudus võib tuleneda ainult selle ensüümi puudusest või selle ebapiisavast toimimisest.

On olemas heterogeense kaasasündinud sidekoe nõrkuste rühm, mida tuntakse Ehlers-Danlos sündroomina. Selle kliinilise pildi võib põhjustada mitmed mutatsioonid. Muu hulgas võib lüsüülhüdroksülaas olla ka puudulik, nii et liiga vähe lüsiini hüdroksüülitakse. Ehlers-Danlosi sündroom avaldub naha ülepingutatavuse ja liigeste liigse liikuvuse kaudu. Samuti on mõjutatud siseorganid, veresooned, kõõlused, sidemed ja lihased. Prognoos sõltub puuduse tõsidusest. Kui laevad on kaasatud, on oodata ebasoodsat kurssi. Ensüümi lüsüülhüdroksülaasi täielik ebaõnnestumine on eluga kokkusobimatu ja seetõttu seda ei täheldata.

Kuid isegi puutumatu ensüümi korral võib selle nõrga aktiivsuse tõttu olla nõrk sidekude. Lüsüülhüdroksülaas vajab kofaktoritena raua ioone ja askorbiinhapet (C-vitamiini). Näiteks kui puudub C-vitamiin, tekib nn skorbuut. Kõõlus on omandatud sidekoehaigus, mis on põhjustatud hüdroksüülrühmade puudumisest kollageeni proliinil ja lüsiinijääkidel. Põhjus on proliini hüdroksülaasi ja lüsiini hüdroksülaasi madal aktiivsus askorbiinhappe puuduse tõttu.