هيدروكسي ليسين

هيدروكسي ليسين هو حمض أميني بروتيني غير كلاسيكي. يتم دمجه في البروتين المقابل مثل ليسين ويتحلل بالماء إلى هيدروكسي ليسين داخل عديد الببتيد بمساعدة إنزيم. وهو أحد المكونات الرئيسية لبروتينات الكولاجين في النسيج الضام.

ما هو هيدروكسي ليسين؟

Hydroxylysine هو حمض أميني بروتيني يتم دمجه لأول مرة في بروتين مثل ليسين. لذلك فهو حمض أميني بروتيني غير أساسي. مصطلح "الكنسي" يعني الكلاسيكية.

لذلك لا يوجد كودون لهذا الحمض الأميني. يوجد هيدروكسيليزين بشكل رئيسي في كولاجين النسيج الضام وفي البروتينات السكرية. هناك ، يتم تحويل اللايسين إلى هيدروكسي ليسين عبر العمليات الأنزيمية. يتم تحويل جزء فقط من اللايسين إلى هيدروكسي ليسين. تعتمد خصائص الكولاجين المعني على كمية مخلفات الليسين والبرولين المتحللة بالماء.

يمكن عزل هيدروكسي ليسين بشكل حر مثل هيدروكلوريد. هيدروكلوريد الهيدروكسي ليسين مسحوق بيج مع درجة انصهار 225 إلى 230 درجة. وهو حمض أميني أساسي يجعل البروتينات المحتوية على هيدروكسي ليسين تتفاعل بشكل أساسي. تم اكتشاف الهيدروكسيليسين بواسطة عالم الكيمياء الحيوية الأمريكي والمؤسس المشارك لـ "الكيمياء السريرية" دونالد فان سليك (1883-1971).

الوظيفة والتأثير والمهام

هيدروكسيليسين له أهمية كبيرة في بنية النسيج الضام. تحتوي البروتينات السكرية أيضًا على هيدروكسي ليسين لتكوين مركبات جليكوسيدية للبروتين مع بقايا سكر على بقايا الهيدروكسيل.

داخل الكولاجين ، فهو مسؤول عن الارتباط المتبادل لجزيئات البروتين الفردية. جنبًا إلى جنب مع هيدروكسيل برولين ، الشكل المتحلل من البرولين ، فإنه مفيد أيضًا في بناء الهياكل الثلاثية والرباعية للكولاجين. يتم تحفيز هيدروكسيل اللايسين بواسطة إنزيم ليسيل هيدروكسيلاز بمشاركة العوامل المساعدة أيونات الحديد وحمض الأسكوربيك (فيتامين ج). نمط توزيع بقايا اللايسين الهيدروكسيل في الكولاجين ليس جامدًا ولا مرنًا بشكل خاص. هناك دائمًا أنماط متكررة.

ومع ذلك ، هناك أيضًا مناطق كاملة داخل البروتين لا تحتوي على أي بقايا ليسين هيدروكسيل. في حين أن هيدروكسي برولين هو المسؤول عن التركيب الحلزوني للكولاجين من خلال ربط ثلاث سلاسل بروتينية ، يتم تكوين روابط متقاطعة بين جزيئات البروتين المختلفة عبر مجموعات الهيدروكسيل في الهيدروكسي ليسين. بالإضافة إلى ذلك ، تعمل هذه المجموعات الجزيئية أيضًا كموقع ربط لرابطة جليكوسيدية مع السكر. بشكل عام ، هذا يضمن قوة النسيج الضام.

إذا كان هناك نقص في الهيدروكسيليسين داخل البروتينات ، فلا يمكن علاج ذلك عن طريق تناول كمية إضافية من الأحماض الأمينية. لا يوجد كودون للهيدروكسي ليسين الحر ، لذلك لا يمكن دمجه في البروتين المقابل. لذلك فإن قيمة المكملات الغذائية التي تحتوي على هيدروكسي ليسين مضاف مشكوك فيها للغاية. لذلك ، يجب أن يكون النقص بسبب عدم كفاية الهيدروكسيل ليسين.

التعليم والوقوع والخصائص والقيم المثلى

يوجد الهيدروكسي ليسين فقط في الكولاجين البشري والحيواني. هناك أيضًا بعض البروتينات السكرية التي تحتوي أيضًا على هيدروكسي ليسين. وهذا يشمل الأديبونكتين. Adiponectin هو هرمون يتم إنتاجه في الأنسجة الدهنية وله تأثير حاسم على فعالية الأنسولين. تم اكتشاف هيدروكسيليزين أيضًا في بعض البكتيريا ، مثل Staphylococcus aureus.

توزيع ليسين الهيدروكسيل غير منتظم في الكولاجين. هناك مواقع حيث يتم العثور عليها دائمًا. في مناطق أخرى ، يكاد لا يوجد هيدروكسي ليسين. هذا التوزيع غير المتكافئ يحدد بنية الكولاجين. داخل الهيكل الحلزوني الثلاثي للكولاجين ، يوجد هيدروكسيليسين دائمًا في الموضع Y للتسلسل المتكرر Gly-X-Y. في المناطق القصيرة ذات البنية غير الحلزونية ، يحدث الهيدروكسي ليسين أيضًا في أماكن أخرى.

الأمراض والاضطرابات

يعتمد النسيج الضام بشكل مطلق على وجود الهيدروكسي ليسين. لا يمكن أن يكون الكولاجين مستقرًا وثابتًا إلا إذا عملت الروابط المتقاطعة بين جزيئات البروتين. يؤدي نقص الهيدروكسي ليسين إلى ضعف النسيج الضام.

إذا كان موجودًا بكميات صغيرة جدًا أو لم يكن موجودًا على الإطلاق ، فلن يكون الكائن الحي المقابل قابلاً للحياة. لم يعد بإمكان النسيج الضام أداء مهمته كنسيج مقيد وداعم للأعضاء. في الواقع ، هناك أمراض يمكن إرجاعها إلى نقص الهيدروكسي ليسين. نظرًا لأن هذا الحمض الأميني يتم دمجه في البداية باعتباره ليسين أثناء تخليق البروتين ، فلا يمكن أن يكون نقصًا أساسيًا. يتكون Hydroxylysine من ليسين داخل بروتين الكولاجين بمساعدة lysyl hydroxylases. يمكن أن ينتج نقص الهيدروكسي ليسين فقط عن خلل في هذا الإنزيم أو وظيفته غير الكافية.

هناك مجموعة من نقاط ضعف النسيج الضام الخلقية غير المتجانسة والتي تُعرف بمتلازمة إهلرز دانلوس. يمكن أن يكون هناك عدد من الطفرات مسؤولة عن هذه الصورة السريرية. من بين أشياء أخرى ، يمكن أيضًا أن يكون هيدروكسيلاز ليسيل معيبًا ، بحيث يتم هيدروكسيل القليل جدًا من اللايسين. تتجلى متلازمة إيلرز دانلوس من خلال فرط تمدد الجلد وزيادة حركة المفاصل. تتأثر أيضًا الأعضاء الداخلية والأوعية الدموية والأوتار والأربطة والعضلات. يعتمد التشخيص على شدة الخلل. إذا كانت السفن متورطة ، فمن المتوقع أن يكون هناك مسار غير موات. إن الفشل الكامل لإنزيم ليسيل هيدروكسيلاز غير متوافق مع الحياة وبالتالي لا يتم ملاحظته.

ولكن حتى مع وجود إنزيم سليم ، فقد يكون هناك نسيج ضام ضعيف بسبب قلة نشاطه. يتطلب Lysyl hydroxylase أيونات الحديد وحمض الأسكوربيك (فيتامين C) كعوامل مساعدة. إذا كان فيتامين سي مفقودًا ، على سبيل المثال ، يحدث ما يعرف بالاسقربوط. الاسقربوط هو مرض النسيج الضام المكتسب الناجم عن نقص مجموعات الهيدروكسيل على بقايا البرولين والليسين من الكولاجين. السبب هو انخفاض نشاط البرولين هيدروكسيلاز والليسين هيدروكسيلاز بسبب نقص حمض الأسكوربيك.