ヒドロキシプロリン

ヒドロキシプロリン
名前
	IUPAC名 (2 S ,4 R )-4-ヒドロキシピロリジン-2-カルボン酸
識別子
CAS番号	51-35-4 ;
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像;
ケムスパイダー	5605 ;
ECHA 情報カード	100.000.084
メッシュ	ヒドロキシプロリン
パブケム CID	5810;
ユニ	44WO89X元 ;
CompTox ダッシュボード ( EPA )	DTXSID10883225;
	InChI InChI=1S/C5H9NO3/c7-3-1-4(5(8)9)6-2-3/h3-4,6-7H,1-2H2,(H,8,9)/t3-,4 +/m1/s1 キー: PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQSA-N ; InChI=1/C5H9NO3/c7-3-1-4(5(8)9)6-2-3/h3-4,6-7H,1-2H2,(H,8,9)/t3-,4 +/m1/s1 キー: PMMYEEVYMWASQN-DMTCNVIQBF;
	笑顔 C1[C@H](CN[C@@H]1C(=O)O)O;
プロパティ
化学式	Ｃ5Ｈ9ＮＯ3
モル質量	131.131 グラムモル−1
	特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。確認する（何ですか？）インフォボックス参照

(2 S , 4 R )-4-ヒドロキシプロリン、またはL-ヒドロキシプロリン( C ₅H ₉O ₃N )は、タンパク質データバンクなどではHypまたはOと略されるアミノ酸です。

構造と発見

1902年、ヘルマン・エミール・フィッシャーは加水分解ゼラチンからヒドロキシプロリンを単離した。1905年、ヘルマン・ロイクスは4-ヒドロキシプロリンのラセミ混合物を合成した。^[1]

ヒドロキシプロリンは、ガンマ炭素原子に結合したヒドロキシル (OH) 基の存在によってプロリンと異なります。

*(2 S* ,4 R )-4-ヒドロキシプロリン（左）と（2 R ,4 S）-4-ヒドロキシプロリン（右）の両性イオン構造

生産と機能

ヒドロキシプロリンは、タンパク質合成後にプロリルヒドロキシラーゼという酵素によってアミノ酸プロリンが水酸化されることによって生成されます（翻訳後修飾として）。酵素触媒反応は小胞体の腔内で起こります。ヒドロキシプロリンはタンパク質に直接組み込まれることはありませんが、動物組織に含まれるアミノ酸の約4％を占めており、翻訳によって組み込まれる他の7つのアミノ酸よりも多く含まれています。^[2]

動物

コラーゲン

ヒドロキシプロリンはタンパク質コラーゲンの主成分であり、^[3]哺乳類コラーゲンの約 13.5% を占めています。ヒドロキシプロリンとプロリンはコラーゲンの安定性に重要な役割を果たしています。^[4]これらはコラーゲンらせんの鋭いねじれを可能にします。^[5]標準的なコラーゲン Xaa-Yaa-Gly トライアド (Xaa と Yaa は任意のアミノ酸) では、Yaa の位置を占めるプロリンがヒドロキシル化されて Xaa-Hyp-Gly 配列になります。このプロリン残基の修飾により、コラーゲン三重らせんの安定性が向上します。当初、この安定化は、プロリルヒドロキシル基と主鎖カルボニル基を結び付ける水素結合ネットワークを水分子が形成するためであると提案されました。^[6]その後、安定性の向上は主に立体電子効果によるものであり、ヒドロキシプロリン残基の水和によって追加の安定性はほとんどまたはまったく得られないことが示されました。^[7]

コラーゲンなし

ヒドロキシプロリンはコラーゲン以外のタンパク質にはほとんど見られません。このため、ヒドロキシプロリン含有量はコラーゲンやゼラチンの量を判断する指標として使用されてきました。しかし、哺乳類のタンパク質エラスチンとアルゴノート2には、ヒドロキシプロリンが形成されるコラーゲン様ドメインがあります。一部のカタツムリ毒、コノトキシンにはヒドロキシプロリンが含まれていますが、コラーゲン様配列がありません。^[2]

プロリンの水酸化は、低酸素誘導因子（HIF）αサブユニット（HIF-1α ）をタンパク質分解による分解の標的とすることに関与していることが示されています。常酸素状態（通常の酸素条件）では、EGLN1 [1] タンパク質がHIF-1αの564番目の位置のプロリンを水酸化します。これにより、フォン・ヒッペル・リンドウ腫瘍抑制因子（pVHL）によるユビキチン化と、それに続くプロテアソーム分解の標的化が可能になります。^[8]

植物

ヒドロキシプロリンに富む糖タンパク質（HRGP）も植物細胞壁に存在します。^{[9]これらのヒドロキシプロリンは}、翻訳後修飾として付加されるグリカン鎖の結合点として機能します。^[9]

臨床的意義

プロリンの水酸化にはアスコルビン酸（ビタミン C ）が必要です。アスコルビン酸が人間に不足すると、最も明白な最初の影響（歯肉や髪の問題）が現れますが、これはコラーゲンのプロリン残基の水酸化に欠陥が生じ、コラーゲン分子の安定性が低下して壊血病を引き起こすためです。

パジェット病では血清および尿中のヒドロキシプロリン濃度の上昇も実証されている。^[10]

質量分析の結果、潰瘍性大腸炎患者の非炎症組織では、病気のないドナーの組織と比較してヒドロキシプロリンの翻訳後修飾の量が減少していることが示された。 ^[11]

その他のヒドロキシプロリン

自然界には他のヒドロキシプロリンも存在します。最も有名なのは、2,3-シス-、3,4-トランス-、および3,4-ジヒドロキシプロリンで、珪藻の細胞壁に存在し^{[12] 、}シリカの沈着に役割を果たしていると仮定されています。ヒドロキシプロリンは、珪藻に関連する菌類のような原生生物である卵菌の細胞壁にも見られます。 ^[13] (2 S ,4 S )-シス-4-ヒドロキシプロリンは、テングタケ属のキノコの有毒な環状ペプチド（例：ファロイジン）に含まれています。^[14]

参照

参考文献

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外部リンク

分子力学パラメータ

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[gorres-2] Gorres, Kelly L.; Raines, Ronald T. (2010年4月). 「プロリル4-ヒドロキシラーゼ」.生化学と分子生物学の批評的レビュー. 45 (2): 106–124. doi :10.3109/10409231003627991. PMC 2841224. PMID 20199358 .

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[10] 「Wheelessの整形外科教科書」Wheeless Online。2020年7月22日。

[11] 「細胞外マトリックスの分解は潰瘍性大腸炎の病理の一部である」。

[Nakajima-12] Nakajima, T.; Volcani, BE (1969). 「3,4-ジヒドロキシプロリン：珪藻細胞壁中の新しいアミノ酸」. Science . 164 (3886): 1400–1401. Bibcode :1969Sci...164.1400N. doi :10.1126/science.164.3886.1400. PMID 5783709. S2CID 23673503.

[Alexopoulos_1996-13] Alexopoulos, CJ, Mims CW および Blackwell, M. (1996).菌学入門(第 4 版). ニューヨーク: John Wiley & Sons. pp. 687–688. ISBN 978-0-471-52229-4。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[14] Wieland, T. (1986).有毒なテングタケ属キノコのペプチド. Springer.