히드록시프로라인

Hydroxyproline
히드록시프로라인
(2S,4R)-4-Hydroxyprolin.svg
이름
IUPAC 이름
(2S,4R)-4-하이드록시피롤리딘-2-카르복실산
식별자
  • 51-35-4 checkY
3D 모델(JSmol)
켐스파이더
ECHA InfoCard 100.000.084 Edit this at Wikidata
메슈 히드록시프로라인
펍켐 CID
유니
  • InChi=1S/C5H9NO3/c7-3-1-4(5)((5)(8)9)6-2-3/h3-4,6-7H,1-2H2,(H,8,9)/t3,4+/m1/s1 ☒N
    키: PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N ☒N
  • InChi=1/C5H9NO3/c7-3-1-4(5)((5)(8)9)6-2-3/h3-4,6-7H,1-2H2,(H,8,9)/t3-,4+/m1/s1
    키: PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQBF
  • C1[C@H](CN[C@H]1C(=O)O)o
특성.
C5H9NO3
어금질량 131.1987 g·message−1
달리 명시된 경우를 제외하고, 표준 상태(25°C [77°F], 100 kPa)의 재료에 대한 데이터가 제공된다.
☒ NVERIFI (?란checkY☒N?
Infobox 참조 자료

(2S,4R)-4-Hydroxyproline 또는 L-hydroxyproline (COUN593)은 단백질 데이터 뱅크에서 하이프 또는 O로 약칭되는 아미노산이다.

구조 및 발견

1902년 헤르만 에밀 피셔는 가수 분해 젤라틴으로부터 히드록시프로라인을 분리했다. 1905년에 헤르만 레우치는 4-하이드록시프로라인의 인종 혼합물을 합성했다.[1]

히드록시프로라인은 감마 탄소 원자에 부착된 히드록시(OH) 그룹의 존재에 의해 프롤라인과 다르다.

(2S,4R)-4-hydroxyproline (왼쪽) 및 (2R,4S)-4-hydroxyproline (오른쪽)의 Zwitterionic 구조

생산 및 기능

히드록시프로라인은 단백질 합성에 따른 효소 프롤릴 히드록실라아제에 의해 아미노산 프롤라인의 히드록실화에 의해 생성된다(변환 후 수정). 효소 촉매반응은 소포체 망막의 루멘에서 일어난다. 비록 그것이 단백질에 직접 통합되지는 않지만, 히드록시프로라인은 동물 조직에서 발견되는 모든 아미노산의 약 4%를 구성하는데, 이는 번역적으로 통합된 7개의 다른 아미노산보다 많은 양이다.[2]

동물

콜라겐

히드록시프로라인은 포유류 콜라겐의 약 13.5%로 구성된 단백질 콜라겐의 주요 성분이다.[3] 하이드록시프로라인과 프롤라인은 콜라겐 안정성을 위한 핵심 역할을 한다.[4] 그들은 콜라겐나선의 날카로운 비틀림을 허용한다.[5] 표준 콜라겐 Xa-Yaa-Gly triad (여기서 Xaa와 Yaaa가 아미노산인 경우)에서, Yaaa 위치를 점유하고 있는 프로라인은 히드록시화 되어 Xa-Hyp-Gly 시퀀스를 부여한다. 이러한 프롤라인 잔여물의 수정은 콜라겐 삼중나선의 안정성을 증가시킨다. 처음에 안정화는 프롤릴 하이드록실 그룹과 메인 체인 카보닐 그룹을 연결하는 수소 본딩 네트워크를 형성하는 물 분자 때문이라고 제안되었다.[6] 이후 안정성의 증가는 주로 스테레오 전자적 효과에 의한 것이며 히드록시프로라인 잔류물의 수화 작용은 추가적인 안정성을 거의 제공하지 않는다는 것을 보여주었다.[7]

비콜라겐

포유류 단백질인 엘라스틴과 아르고뉴트 2는 콜라겐과 같은 영역을 가지고 있으며, 이 영역은 히드록시프로라인이 형성된다. 일부 달팽이 독인 코노톡신에는 하이드록시프로라인이 들어 있지만 콜라겐과 같은 염기서열이 부족하다.[2]

프로라인의 히드록실화는 단백질 분해에 의한 열화를 위해 히산소아 유도인자(HIF) 알파 서브유닛(HIF-1 알파)을 목표로 하는 데 관여하는 것으로 나타났다. 노막산소(정상 산소 조건) 하에서 EGLN1[1] 단백질 히드록실화는 HIF-1 알파 564 위치에서 프로라인을 수산화하여 폰 히펠 린다우 종양 억제기(PHL)에 의한 유비쿼터스화를 허용하고 프로테아솜 저하를 위한 후속 타겟팅이 된다.[8]

히드록시프로라인은 콜라겐 외에 몇 가지 단백질에서 발견된다. 이러한 이유로 하이드록시프로라인 함량은 콜라겐 및/또는 젤라틴 양을 결정하는 지표로 사용되어 왔다.

식물

히드록시프로라인이 풍부한 당단백질(HRGPs)도 식물 세포벽에서 발견된다.[9] 이러한 히드록시프로라인은 변환 후 수정으로 추가된 글리칸 체인의 부착점 역할을 한다.[9]

임상적 유의성

프롤라인 히드록시화에는 아스코르브산(비타민 C)이 필요하다. 인간에게 아스코르브산이 없는 가장 명백한 첫 효과(징가비탈 및 모발 문제)는 콜라겐의 프롤라인 잔류물의 히드록시화의 결함으로 콜라겐 분자의 안정성이 저하되어 괴혈병을 유발하는 데서 비롯된다.

히드록시프로라인의 혈청과 소변 수치의 증가도 파게트병에서 입증되었다.[10]

기타 히드록시프로라인

다른 히드록시프로라인도 자연에 존재한다. 가장 눈에 띄는 것은 규조세포벽에서[11] 발생하며 실리카 증착의 역할을 하는 것으로 가정된 2,3-cis-, 3,4-dihydroxyproline이다. 히드록시프로라인은 또한 규조류와 관련된 곰팡이 같은 원생동물인 oomycetes의 벽에서도 발견된다.[12] (2S,4S)-cis-4-hydroxyproline은 아마니타 버섯(예: 팔로이딘)의 독성 순환 펩타이드에서 발견된다.[13]

참고 항목

참조

  1. ^ R.H.A. Plimmer (1912) [1908]. R.H.A. Plimmer; F.G. Hopkins (eds.). The chemical composition of the proteins. Monographs on biochemistry. Vol. Part I. Analysis (2nd ed.). London: Longmans, Green and Co. p. 132. Retrieved January 18, 2010.
  2. ^ a b Gorres, Kelly L.; Raines, Ronald T. (April 2010). "Prolyl 4-hydroxylase". Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology. 45 (2): 106–124. doi:10.3109/10409231003627991. PMC 2841224. PMID 20199358.
  3. ^ Szpak, Paul (2011). "Fish bone chemistry and ultrastructure: implications for taphonomy and stable isotope analysis". Journal of Archaeological Science. 38 (12): 3358–3372. doi:10.1016/j.jas.2011.07.022.
  4. ^ Nelson, D. L. and Cox, M. M. M. (2005) Lehninger의 생화학 원리, 제4판 W. H. Freeman and Company, New York.
  5. ^ 브린크만, J, Notbohm, H. 및 뮐러, P.K.(2005) 콜라겐, Current Chemistry 247, Springer, Berlin.
  6. ^ Bella, J; Eaton, M; Brodsky, B; Berman, HM (1994). "Crystal and molecular structure of a collagen-like peptide at 1.9 A resolution". Science. 266 (5182): 75–81. doi:10.1126/science.7695699. PMID 7695699.
  7. ^ Kotch, F.W.; Guzei, I.A.; Raines, R.T. (2008). "Stabilization of the Collagen Triple Helix by O-Methylation of Hydroxyproline Residues". Journal of the American Chemical Society. 130 (10): 2952–2953. doi:10.1021/ja800225k. PMC 2802593. PMID 18271593.
  8. ^ Jaakkola, P.; Mole, D.R.; Tian, Y.M.; Wilson, M.I.; Gielbert, J.; Gaskell, S.J.; Kriegsheim, A.V.; Hebestreit, H.F.; et al. (2001). "Targeting of HIF-alpha to the von Hippel-Lindau ubiquitylation complex by O2-regulated prolyl hydroxylation". Science. 292 (5516): 468–72. Bibcode:2001Sci...292..468J. doi:10.1126/science.1059796. PMID 11292861. S2CID 20914281.
  9. ^ a b Cassab, Gladys I (1998). "Plant Cell Wall Proteins". Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology. 49: 281–309. doi:10.1146/annurev.arplant.49.1.281. PMID 15012236.
  10. ^ "Wheeless' Textbook of Orthopaedics". Wheeless Online. 22 July 2020.
  11. ^ Nakajima, T.; Volcani, B.E. (1969). "3,4-Dihydroxyproline: a new amino acid in diatom cell walls". Science. 164 (3886): 1400–1401. Bibcode:1969Sci...164.1400N. doi:10.1126/science.164.3886.1400. PMID 5783709. S2CID 23673503.
  12. ^ Alexopoulos, C.J., Mims C.W. and Blackwell, M. (1996). Introductory Mycology (4th ed.). New York: John Wiley & Sons. pp. 687–688. ISBN 978-0-471-52229-4.{{cite book}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  13. ^ Wieland, T. (1986). Peptides of Poisonous Amanita Mushrooms. Springer.

외부 링크