הידרוקסיאלין

הידרוקסיאלין היא חומצה אמינית חלבונית לא חלבונית. זה משולב בחלבון המקביל ליזין ומונע בהידרוקסיה להידרוקסי-ליזין בתוך הפוליפפטיד בעזרת אנזים. זהו אחד המרכיבים העיקריים של חלבוני הקולגן ברקמת חיבור.

מהי הידרוקסליזין?

הידרוקסיאלין היא חומצה אמינית חלבונית, המשלבת לראשונה בחלבון כליזין. לכן מדובר בחומצת אמינו חלבונית של חלבון לא קנוני. פירוש המונח "קנוני" הוא קלאסי.

כך שאין קודון לחומצה אמינית זו. הידרוקסיולין נמצא בעיקר בקולגן ברקמות חיבור ובגליקופרוטאינים. שם, ליזין מומר להידרוקסי-ליזין באמצעות תהליכים אנזימטיים. רק חלק מהליזין מומר להידרוקסי-ליזין. תכונות הקולגן המתאימות תלויות בכמות שאריות הליזין והפרולין ההידרוליזיים.

ניתן לבודד הידרוקסיאלין בצורה חופשית כמו ההידרוכלוריד. ההידרוכלוריד של הידרוקסיליסין הוא אבקה בצבע בז 'עם נקודת התכה שהיא 225 עד 230 מעלות. זוהי חומצת אמינו בסיסית הגורמת גם לחלבונים המכילים הידרוקסיליזין להגיב בסיסיים. ההידרוקסיולין התגלה על ידי הביוכימאי האמריקאי ומייסד משותף של "כימיה קלינית" דונלד ואן סליקה (1883-1971).

פונקציה, אפקט ומשימות

להידרוקסיולין חשיבות רבה למבנה רקמת החיבור. הגליקופרוטאינים מכילים גם הידרוקסיליזין על מנת ליצור תרכובות גליקוזידיות של החלבון עם שאריות סוכר על שאריות ההידרוקסיל.

בתוך הקולגן הוא אחראי לקישור ההצלבה של מולקולות החלבון הבודדות. יחד עם הידרוקסילפרולין, צורת הפרולין הידרוליזה, הוא גם מסייע בבניית המבנים השלשוניים והרבעוניים של קולגן. ההידרוקסילציה של ליזין מנותזת על ידי האנזים ליזיל הידרוקסילאז בהשתתפות יוני הברזל הקופקטורים וחומצה אסקורבית (ויטמין C). דפוס החלוקה של שאריות הליזין ההידרוקסילציות בקולגן אינו נוקשה ואינו גמיש במיוחד. תמיד יש דפוסים חוזרים.

עם זאת, ישנם גם אזורים שלמים בתוך החלבון שאינם מכילים שאריות ליזין הידרוקסילציות. בעוד שההידרוקסיפרולין אחראי למבנה הסלילי של קולגן דרך הכריכה של שלוש שרשראות חלבון, נוצרים קשרים צולבים בין מולקולות החלבון השונות דרך קבוצות ההידרוקסיל של ההידרוקסיאלין. בנוסף, קבוצות מולקולריות אלה משמשות גם כאתר מחייב לקשר גליקוזידי עם סוכר. בסך הכל, הדבר מבטיח את חוזק רקמת החיבור.

אם יש מחסור בהידרוקסיליזין בתוך החלבונים, לא ניתן יהיה לתקן זאת על ידי צריכה נוספת של חומצת האמינו. אין קודון להידרוקסיליזין חופשי, כך שלא ניתן לשלב אותו בחלבון המקביל. לפיכך, הערך של תוספי תזונה עם תוספת הידרוקסיליזין מוטל בספק. לכן על המחסור להיות נובע מהידרוקסילציה לא מספקת של ליזין.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

הידרוקסיאלין נמצא רק בקולגן אנושי ובעלי חיים. יש גם כמה גליקופרוטאינים שמכילים גם הידרוקסיליזין. זה כולל אדיפונקטין. אדיפונקטין הוא הורמון המיוצר ברקמת השומן ומשפיע באופן מכריע על יעילות האינסולין. הידרוקסיlysין התגלה גם בכמה חיידקים, כמו למשל Staphylococcus aureus.

התפלגות הליזין ההידרוקסילציה אינה אחידה בקולגן. יש מיקומים שבהם כמעט תמיד זה נמצא. באזורים אחרים כמעט ולא נמצא הידרוקסיlysין. התפלגות לא אחידה זו קובעת את מבנה הקולגן. בתוך מבנה הסליל המשולש של קולגן, הידרוקסי-ליזין נמצא תמיד במיקום Y של הרצף החוזר Gly-X-Y. באזורים הקצרים עם מבנה לא סלילי, הידרוקסי-ליזין מופיע גם במקומות אחרים.

מחלות והפרעות

רקמת החיבור תלויה לחלוטין בנוכחות הידרוקסיליזין. קולגן יכול להיות יציב ויציב רק אם הקשרים בין החלבונים מולקולות החלבון פועלים. מחסור בהידרוקסיליסין גורם לחולשה ברקמות החיבור.

אם הוא קיים רק בכמויות קטנות במיוחד או בכלל לא, האורגניזם המקביל לא יהיה בר-קיימא. רקמת החיבור כבר לא הצליחה לבצע את משימתה כרקמה מגבילה ותומכת לאיברים. למעשה, ישנן מחלות הניתנות לאיתור למחסור בהידרוקסיליזין. מכיוון שחומצה אמינית זו משולבת בתחילה כליזין במהלך סינתזת חלבון, היא לא יכולה להיות מחסור ראשוני. ההידרוקסיליסין נוצר מלייזין בתוך חלבון הקולגן בעזרת ליזיל הידרוקסילאזים. מחסור בהידרוקסיליסין יכול לנבוע רק מפגם באנזים זה או מתפקודו אינו מספק.

יש קבוצה של חולשות מולדות מולדות הטרוגניות המכונה תסמונת אהלרס-דנלוס. מספר מוטציות יכולות להיות אחראיות לתמונה קלינית זו. בין היתר, גם הליזיל הידרוקסילאז יכול להיות פגום, כך שמעט מדי ליזין הוא הידרוקסילז. תסמונת Ehlers-Danlos מתבטאת באמצעות מתיחות יתר של העור ומוביליות יתר של המפרקים. איברים פנימיים, כלי דם, גידים, רצועות ושרירים מושפעים אף הם. הפרוגנוזה תלויה בחומרת המום. אם מדובר בכלי שיט, יש לצפות למסלול שלילי. הכישלון המלא של האנזים ליזיל הידרוקסילאז אינו תואם את החיים ולכן אינו נצפה.

אך אפילו עם אנזים שלם, עלולה להיות רקמת חיבור חלשה בגלל פעילותה הנמוכה. ליזיל הידרוקסילאז דורש יוני ברזל וחומצה אסקורבית (ויטמין C) כקופקטורים. אם, למשל, חסר ויטמין C, מתרחש מה שמכונה צפדינה. צפדינה היא מחלת רקמות חיבור נרכשת הנגרמת כתוצאה ממחסור בקבוצות הידרוקסיל על שאריות הפרולין והליזין של קולגן. הסיבה לכך היא פעילות נמוכה של פרולין הידרוקסילאז וליזין הידרוקסילאז כתוצאה ממחסור בחומצה אסקורבית.