Histidină

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Histidină
formula structurala
Numele IUPAC
L-histidină
Abrevieri
H.
A lui
Denumiri alternative
Acid 2 (S) -amino-3- (4-imidazolil) propanoic; L-3-imidazol-4-ilalanină
Caracteristici generale
Formula moleculară sau brută C 6 H 9 N 3 O 2
Masa moleculară ( u ) 155,16
Aspect solid cristalin alb murdar
numar CAS 71-00-1
Numărul EINECS 200-745-3
PubChem 6274
DrugBank DB00117
ZÂMBETE
C1=C(NC=N1)CC(C(=O)O)N
Proprietăți fizico-chimice
Constanta de disociere a acidului la 293 K. pK 1 : 1,80

pK 2 : 9,33
pK r : 6,04

Punctul isoelectric 7,60
Solubilitate în apă 38,2 g / l la 293 K.
Temperatură de topire 272 ° C (545 K) cu descompunere
Proprietăți termochimice
Δ f H 0 (kJ mol −1 ) −466,7
Informații de siguranță
Fraze H ---
Sfaturi P --- [1]
Editați datele pe Wikidata · Manual

Histidina (abrevierile His și H [2] ), numită și L-histidină, este un aminoacid a cărui grupă laterală poartă un inel imidazol . Este codificat de codonii CAU și CAC și este o moleculă polară și chirală .

Conține o grupare α-amino (care se află în formă protonată în condiții biologice), o grupare carboxil (găsită sub forma deprotonată în condiții biologice) și un inel imidazol (care este parțial protonat); din acest motiv histidina este clasificată ca un aminoacid încărcat pozitiv la pH fiziologic.

Enantiomerul său L este unul dintre cei 20 de aminoacizi obișnuiți ai biochimiei, considerat esențial [3] la om pentru copii și în timpul dezvoltării.

În cele din urmă, histidina este un precursor al biosintezei histaminei , un agent inflamator vital în răspunsurile imune. Histidina a fost izolată pentru prima dată pentru fizicianul german Albercht Kossel și Sven Hedin în 1896. [4]

Proprietăți chimice

Inelul imidazol al histidinei are un pKa de 6,0: aceasta înseamnă că mici modificări ale pH-ului în mediul celular , care este în general în jurul valorilor neutre ale pH-ului, pot schimba semnul ionizării sale. Din acest motiv, reziduul de histidină are o importanță fundamentală în proteine și apare în locurile unde poate coordona ioni metalici sau substraturile pe care își exercită activitatea enzimatică .

La pH mai mic de 6, inelul imidazol este în mare parte protonat. Când este protonat , inelul imidazol are două legături NH și este încărcat pozitiv; această sarcină este distribuită în mod egal între cei doi azot și poate fi reprezentată cu două structuri de rezonanță la fel de importante. Pe măsură ce pH-ul crește peste 6, unul dintre protoni se pierde. Protonul rămas al inelului imidazol, acum neutru, poate locui fie pe azot, dând naștere la ceea ce este cunoscut sub numele de tautomeri N1-H sau N3-H. Tautomerul N3-H este protonat pe azotul n. 3, mai departe în lanțul principal al aminoacidului care transportă grupările amino și carboxil, în timp ce tautomerul N1-H este protonat pe azotul cel mai apropiat de lanțul principal. [5]

Inelul imidazol are doi atomi de azot cu proprietăți diferite; unul (cel care și-a legat un atom de hidrogen de el însuși) își împarte dubletul de electroni în inelul aromatic și, prin urmare, este ușor acid , celălalt împarte în schimb un singur electron în inelul aromatic, lăsând dubletul său de electroni disponibil și, prin urmare, este de bază .

Aceste proprietăți sunt exploatate în enzime în diferite moduri. În așa-numitele triade catalitice [6] azotul bazic al histidinei este utilizat pentru a elimina un ion H + din serină , treonină sau cisteină pentru a le activa ca nucleofili . În transferul protonilor prin histidină ( naveta de protoni histidină), histidina transferă un ion H + prin extragerea acestuia de la un donator prin azotul său bazic și dând ionului H + legat de atomul său de azot acid la un acceptor. În enzima anhidrază carbonică , histidina este utilizată pentru a îndepărta rapid ionii H + dintr-o moleculă de apă legată de un ion de zinc pentru a regenera forma activă a enzimei.

Biochimie

Lanțul lateral imidazol al histidinei este un ligand comun de coordonare în metaloproteine și face parte din situsurile catalitice ale unor enzime . Are capacitatea de a trece de la stări protonate la stări neprotonate, ceea ce permite histidinei să participe la cataliza acid-bazică. [7] În triade catalitice, azotul bazic al histidinei este utilizat pentru a extrage un proton din serină , treonină sau cisteină pentru a le activa ca nucleofil . Histidina este de asemenea importantă în helicile E și F ale hemoglobinei . Histidina distală ajută la stabilizarea oxihemoglobinei și la destabilizarea legării CO la hemoglobină. În consecință, legătura de monoxid de carbon este doar de 200 de ori mai puternică în hemoglobină, comparativ cu 20.000 de ori mai puternică în hemul liber.

Metabolism

Biosinteza

Histidina este un aminoacid esențial care nu este sintetizat la om [8] . Prin urmare, trebuie să o introducă prin dietă sau prin suplimente. Biosinteza histidinei a fost studiată pe larg la procariote precum Escherichia coli .

Sinteza histidinei în E. coli implică opt produse genetice (His1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) și apare în trei etape (Fig. 1). Acest lucru este posibil deoarece un singur produs al unei gene este capabil să catalizeze mai multe reacții. De exemplu, His4 catalizează 4 pași diferiți în calea sintetică. [9]

La fel ca animalele și microorganismele, plantele au nevoie și de histidină pentru a crește și a se dezvolta. [10] Microorganismele și plantele sunt similare, deoarece pot sintetiza histidina [11] , atât prin intermediul fosforibosilpirofosfatului intermediar biochimic. În general, biosinteza histidinei este similară la plante și microorganisme. [12]

1) Biosinteza histidinei Opt enzime diferite pot cataliza zece reacții. În această imagine, His4 catalizează patru reacții diferite în cale.

Reglarea biosintezei

Această reacție are nevoie de energie pentru a avea loc, astfel încât prezența ATP activează prima sa enzimă, ATP-fosforibosiltransferaza. ATP-fosforibosiltransferaza este enzima care determină viteza de reacție, care este reglată prin feedback negativ. Aceasta înseamnă că, în prezența multor produse (histidină), biosinteza sa este inhibată [13] .

Degradare

La procariote, histidina se transformă în glutamat și amoniac .

Histidina este unul dintre aminoacizii care pot fi transformați în intermediari ai ciclului acidului tricarboxilic (TCA) [14] . Histidina împreună cu alți aminoacizi, cum ar fi prolina și arginina, participă la dezaminare, un proces în care grupa sa amino este eliminată. La procariote, histidina este mai întâi convertită în urocanat de histidază. Ulterior, urocanaza transformă urocanatul în 4-imidazolonă-5-propionat. Imidazolonepropionaza catalizează reacția pentru a forma formiminoglutamat (FIGLU) din 4-imidazolonă-5-propionat [15] . Grupul formimino este transferat în tetrahidrofolat, iar restul de cinci atomi de carbon formează glutamatul [14] . În general, aceste reacții au ca rezultat formarea de glutamat și amoniac [16] . Glutamatul poate fi apoi dezaminat de glutamat dehidrogenază sau transaminat pentru a forma α-cetoglutarat [14] .

Conversia la alte amine biologic active

  • Histidina este un precursor al histaminei , o amină produsă în organism necesară inflamației. [17]
  • Histidina poate fi transformată în 3-metilhistidină (Fig. 2), care servește ca biomarker pentru deteriorarea mușchilor scheletici . [18]
  • În ciupercile filamentoase, cum ar fi Neurospora crassa , histidina poate fi convertită în ergotioneină antioxidantă . [19]
  • Histidina este, de asemenea, un precursor al biosintezei carnozinei, care este o dipeptidă găsită în mușchii scheletici. [20]


2) Conversia histidinei în histamină de către histidina decarboxilază.

Notă

  1. ^ foaie informativă histidină pe IFA-GESTIS Arhivat 16 octombrie 2019 la Arhiva Internet .
  2. ^(RO) Numele a-aminoacizilor comune depuse 09 octombrie 2008 în Arhiva pe Internet . din convențiile de nomenclatură IUPAC , 1983
  3. ^(EN) Kopple JD și ME Swendseid, dovezi că histidina este un aminoacid esențial la omul cu uremie normală și cronică , în Journal of Clinical Investigation, vol. 55, nr. 5, 1975, pp. 881–91, DOI : 10.1172 / JCI108016 , PMC 301830 , PMID 1123426 .
  4. ^ (RO) Hubert Bradford Vickery și Charles S. Leavenworth, PRIVIND SEPARAREA ARGININEI ȘI Histidinei IV. PREGĂTIREA HISTIDINEI , în Journal of Biological Chemistry , vol. 78, nr. 3, 1 august 1928, pp. 627-635, ISSN 0021-9258 ( WC ACNP ) .
  5. ^ (EN) Albert Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, WH Freeman, 2012, p. 65.
  6. ^ (EN) Albert Lehninger, David L. Nelson, Michael M. Cox, Lehninger Principles of Biochemistry, WH Freeman, 2012, p. 218.
  7. ^(EN) Robert A. Ingle, Histidine Biosynthesis in Arabidopsis The Book, vol. 9, pp. e0141, DOI : 10.1199 / tab.0141 , PMC 3266711 , PMID 22303266 .
  8. ^ (RO) Roche Biochemical Pathways , pe web.expasy.org. Adus la 18 noiembrie 2018 .
  9. ^(EN) Renato Fani, Elena Mori și Antonio Lazcano, Evoluția timpurie a căii biosintetice a histidinei , în Origini ale vieții și evoluția biosferei, vol. 26, n. 3-5, 1996-10, pp. 491–492, DOI : 10.1007 / bf02459888 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  10. ^(EN) Robert A. Ingle, Histidine Biosynthesis in Arabidopsis The Book, vol. 9, 2011-01, pp. e0141, DOI : 10.1199 / tab.0141 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  11. ^(EN) Rezumate de la a 40-a reuniune științifică anuală a Societății de Genetică Umană din Australasia Hobart, Tasmania: 6-9 august 2016 , în Twin Research and Human Genetics, vol. 19, nr. 05, 16 septembrie 2016, pp. 522–587, DOI : 10.1017 / thg.2016.69 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  12. ^(EN) și T. A. Stepansky Leustek, biosinteza histidinei în plante , în aminoacizi, vol. 30, n. 2, 2006-03, pp. 127–142, DOI : 10.1007 / s00726-005-0247-0 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  13. ^(EN) Yongsong Cheng, Yunjiao Zhou, Lei Yang, Chenglin Zhang Qingyang Xu, Xixian Xie și Ning Chen, modificarea genelor căii de biosinteză a histidinei și impactul asupra producției de L-histidină în Corynebacterium glutamicum , în Biotechnology Letters, vol. 35, nr. 5, 1 mai 2013, pp. 735–741, DOI : 10.1007 / s10529-013-1138-1 , ISSN 1573-6776 ( WC ACNP ) , PMID 23355034 .
  14. ^ a b c ( EN ) Board review series (BRS) - Biochimie, biologie moleculară și genetică (ediția a cincea): Swanson, Kim, Glucksman
  15. ^(EN) JG H. Coote și Hassall,Degradarea l-histidinei, imidazolil-l-lactatului și imidazolilpropionatului de către Pseudomonas testosteroni , în Biochemical Journal, vol. 132, nr. 3, 1 martie 1973, pp. 409–422, DOI : 10.1042 / bj1320409 , ISSN 0264-6021 ( WC ACNP ) , PMC 1177604 , PMID 4146796 .
  16. ^(EN) AH Mehler și H. Tabor, dezaminarea histidinei în acid urocanic se formează în ficat, în The Journal of Biological Chemistry, vol. 201, nr. 2, 1 aprilie 1953, pp. 775–784, ISSN 0021-9258 ( WC ACNP ) , PMID 13061415 .
  17. ^(EN) Andersen H, J și L Elberling Arendt-Nielsen, Human Surrogate Models of histaminergic and Non-histaminergic Itch , în Acta Dermato venereology, 2014, p. 0, DOI : 10.2340 / 00015555-2146 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  18. ^(EN) Ram Samudrala, Facultatea de evaluare 1000 pentru HMDB: baza de date metabolom uman. , pe F1000 - Revizuire inter pares după literatura de specialitate a literaturii biomedicale , 28 noiembrie 2007. Accesat la 18 noiembrie 2018 .
  19. ^(EN) Robert C. Fahey, Roman Thiols of Procaryotes , în Revista anuală de microbiologie, vol. 55, nr. 1, 2001-10, pp. 333–356, DOI : 10.1146 / annurev.micro.55.1.333 . Adus la 18 noiembrie 2018 .
  20. ^(EN) Wim Derave, Inge Everaert, Sam și Audrey Beeckman Baguet, metabolismul carnozinei musculare și suplimentarea cu beta-alanină în legătură cu exercițiile fizice și antrenamentul în medicina sportivă, vol. 40, nr. 3, 1 martie 2010, pp. 247–263, DOI : 10.2165 / 11530310-000000000-00000 , ISSN 1179-2035 ( WC ACNP ) , PMID 20199122 .

Bibliografie

  • Albert Lehninger, Michael M. Cox, David L. Nelson, Principiile Lehninger de biochimie, WH Freeman (2012)

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității NDL ( EN , JA ) 00563277
Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Istidina&oldid=122496958 ”