- karakteristikleri
- yapı
- Özellikleri
- Enzimlerin aktif bölgesinin bir parçası olarak
- Diğer fonksiyonlar
- biosentezi
- bozulma
- Histidin açısından zengin besinler
- Alımının faydaları
- Eksiklik bozuklukları
- Referanslar
Histidin (His; H), protein sentezi için kullanılan bir amino asittir. Hidrofilik bir moleküldür, bu nedenle genellikle sıvı ortamda bulunduklarında protein yapılarının dışına doğru yönlendirilir.
Onu üretmedikleri için büyüyen çocuklar için gerekli bir amino asit olarak kabul edilir. Yetişkinlerde küçük bir histidin üretimi vardır, ancak günlük gereksinimleri karşılamak için yetersizdir, bu nedenle yarı esansiyel bir amino asit olarak kabul edilir.
Amino asit Histidinin kimyasal yapısı (Kaynak: Borb, Wikimedia Commons aracılığıyla)
Hayvanlar ve insanlar için histidin, temel veya en azından yarı temel bir amino asittir, ancak bitkiler, mantarlar ve mikroorganizmalar, proteinlere ek olarak ihtiyaç duydukları histidini verimli bir şekilde üretir ve histidinin diyet kaynaklarının bir parçasıdır. hayvanlar.
Histidin, birçok enzimin aktif merkezlerinin bir parçası olmak, büyümeye katılmak, bağışıklık sistemi ve diğerlerinin yanı sıra sinir liflerinde miyelin oluşumu gibi insanlarda çok önemli fizyolojik işlevleri yerine getirir.
Histidin biyosentezi, esas olarak karaciğerde gerçekleşen ve 9 ila 11 enzimatik adım gerektiren karmaşık bir süreçtir. Bozulması karaciğerde ve deride meydana gelir ve glutamat oluşumundan sonra farklı yollar izleyerek gider.
Et ve süt ürünleri gibi hayvansal proteinler ve bitki proteinleri gibi birçok gıda histidin açısından zengindir. Bunlar, vücudumuzun düzgün çalışması için ihtiyaç duyduğu günlük histidin gereksinimlerinin büyük bir bölümünü sağlar.
Kalıtsal metabolik veya taşıma sorunlarının neden olduğu histidin eksikliği veya fazlalığı veya beslenme yetersizliği, hem çocuklarda hem de yetişkinlerde sağlığı etkileyen bazı önemli sorunlarla ilişkilidir. Yeterli histidin alımı, çoğu durumda sağlıklı ve sağlıklı bir yaşam sürdürmenizi sağlar.
karakteristikleri
Histidinin çarpıcı bir özelliği, birçok alerjik ve enflamatuar reaksiyona aktif olarak katılan bir madde olan histamine dönüştürülebilmesidir.
Yeterli soğutma olmadan ortama maruz kalan balıklarda bakteriler histidini histamine dönüştürebilir ve bu nedenle yutulduğunda gıda zehirlenmesine neden olurlar.
Bu amino asidin bir başka özelliği de, fizyolojik pH aralığında (yaklaşık 7,4) iyonize olan ve bu nedenle birçok enzimin katalitik bölgesine aktif olarak katılabilen, mevcut 22 amino asidin birkaçından biri olmasıdır.
Hemoglobin molekülünde, proksimal histidin, hem grubunun ligandlarından biridir. Başka bir deyişle, bu amino asit, hemoglobinin oksijen taşıma işlevine katılır ve bu proteinin yanı sıra "kas hemoglobini" olarak da bilinen miyoglobinin sentezi için gereklidir.
yapı
Histidin, hayvanlar tarafından sentezlenemediği için esansiyel amino asitler içinde sınıflandırılan temel bir polar hidrofilik amino asittir . Ancak daha önce de belirtildiği gibi bakteri, mantar ve bitkiler tarafından sentezlenir.
Büyüyen çocuklarda histidin kesinlikle gereklidir; yetişkin bunu sentezleyebilir, ancak bunun günlük histidin ihtiyacını karşılayıp karşılamadığı net değildir, bu nedenle diyetle birlikte alınması gerekir.
Tüm amino asitler gibi, histidin de bir amino grubu, bir karboksil grubu, bir hidrojen atomu ve bir yan zincirin bağlı olduğu bir a-karbona sahiptir.
Bu amino asidin yan zinciri, fizyolojik pH'ta protonlanan ve pozitif bir yük alan ve ImH + olarak kısaltılan "imidazolyum" olarak adlandırılan bir imidazol halkası tarafından oluşturulur.
Lizin ve arginin ile birlikte histidin, temel amino asitler grubunu oluşturur. Üçünden histidin en az baziktir ve imidazol halkası 6'ya yakın pH'larda protonsuzlaşabilir.
Fizyolojik pH'ta histidin, protonları değiştirebildiğinden, protonların transferini içeren enzimatik katalize katılma eğilimindedir. Ayrıca, polar bir amino asit olduğundan, genellikle sulu bir ortamda hidratlanabileceği proteinlerin dış yüzeyinde bulunur.
Özellikleri
Enzimlerin aktif bölgesinin bir parçası olarak
Histidin, yapısında bu amino asit aktif merkezleri bulunan enzimler başta olmak üzere birçok proteinin sentezi için gereklidir. Bir proton vericisi olarak işlev gördüğü memelilerde aldolazların aktif merkezinin bir parçasıdır.
Zn ve histidinden oluşan aktif bir bölgeye sahip olan bir pankreas enzimi olan karboksipeptidaz A'nın aktif merkezinde bulunur. Glikolitik enzim fosfogliserat mutazında, aktif merkezinde fosforil gruplarının alıcıları veya vericileri olarak görev yapan iki histidin kalıntısı vardır.
Ayrıca gliseraldehit 3-fosfat dehidrojenaz, laktat dehidrojenaz, papain, kimotripsin, RNaz A ve histidin amonyak liyaz (histidaz) gibi enzimlerin aktif bölgesinde de bulunur. Ayrıca, glutamin sentetaz enziminin allosterik bir inhibitörüdür.
Diğer fonksiyonlar
Bu amino asit vücut için büyük önem taşır, çünkü histidin dekarboksilaz ile dekarboksilasyonu, bağırsakta ve mononükleer fagositik sistem hücrelerinin granüllerinde bulunan, enflamatuar ve alerjik reaksiyonlarla ilişkili güçlü bir vazodilatör olan histamin üretir.
Histidin, nöromodülatör fonksiyonlara sahip merkezi sinir sisteminin nöronları tarafından üretilir.
Sinir liflerinin miyelin kılıflarının oluşumu için gereklidir, bu nedenle içlerindeki elektriksel uyarıların iletilmesinde önemli bir rol oynar.
Büyüme hormonu ve diğer amino asitlerle birlikte histidin, özellikle kardiyovasküler sistemde doku onarım mekanizmalarına katkıda bulunur.
Bazı ek özellikler şunları içerir:
- Şelatör görevi gördüğü için bazı ağır metallerin detoksifikasyonuna katkıda bulunur.
- Radyasyon hasarına karşı korur.
- Kırmızı ve beyaz kan hücrelerinin oluşumuna katılır.
- Hemoglobin oluşumu için gereklidir.
- Romatoid artritin iltihaplanma ve hareketsizlik gibi bazı olumsuz etkileriyle mücadeleye yardımcı olur.
- Saçın yenilenmesi, büyümesi ve cinsel işlevi için önemli bir amino asittir.
Karnosin, anserin ve homokarnosin, histidinden oluşan dipeptidlerdir. İlk ikisi kaslarda bulunur ve tamponlar ve miyozin ATPaz'ın aktivatörleri olarak önemli işlevlere sahiptir.
Homokarnosin, beyinde iskelet kasında karnozinden 100 kat daha fazla miktarda üretilir.
biosentezi
Histidin, karbon iskeletini riboz 5-fosfattan alır. E.Coli bakterisinde bu amino asit, bu bileşikten 11 enzimatik adımla üretilir:
- Sentezin ilk adımı, bir fosforibosil'in ATP'den riboz 5-fosfatın karbon 1'ine aktarılmasıyla 5-fosforibosil-1-pirofosfat (PRPP) üretilmesinden oluşur. Enzim fosforibosil-pirofosfat sentetaz (PRPP sentetaz) bu reaksiyonu katalize eder.
- Daha sonra pirofosfat grubunun karbon 1'den ATP'nin N-1'ine transferi gerçekleşir ve N1- (5'-fosforibosil) -ATP üretilir. Bu reaksiyonu katalize eden enzim ATP fosforibosiltransferazdır.
- Fosforibosil-ATP-pirofosfat hidroksilazın etkisiyle, ATP'nin a,-pirofosfat bağı hidrolize edilir ve N1- (5'-fosforibosil) -AMP oluşur.
- Enzim fosforibosil-AMP siklo hidroksilaz, N-1 ve C-6 arasındaki purin halkasını açar ve ribonükleotid N1- (5'-fosforibosil formimino) -5-aminoimidazol-4-karboksamid-1-ribonükleotid oluşur.
- Daha sonra PRPP'den gelen ribofuranoz halkası açılır ve bir izomeraz enziminin etkisiyle N1- (5'-fosforibosil formimino) -5-aminoimidazol-4-karboksamid-1-ribonükleotidi oluşturan bir ketoza izomerize edilir.
- Enzim aminotransferaz, amido grubunu glutamata dönüştürülen glutaminden aktarır ve formimino bağını kırar, böylece 5-aminoimidazol-karboksamid-1-ribonükleotidi serbest bırakır ve imidazol gliserol fosfat üretir.
- İmidazol gliserol fosfattan imidazol gliserol fosfat dehidrataz aracılığıyla bir su molekülü çıkarılır ve imidazol asetol fosfat oluşturulur.
- Bir amino grubu histidinol fosfat transaminaz yoluyla imidazol asetol fosfata aktarılır ve histidinol fosfat oluşur.
- Histidinol fosfatın fosforik ester grubu, histidinol oluşturmak için hidrolize edilir. Histidinol fosfat fosfataz bu reaksiyonu katalize eder.
- Daha sonra histidinol, histidinol dehidrojenaz ile oksitlenir ve histidin olarak oluşturulur.
- Histidinol dehidrojenazın kendisi histidini oksitleyerek histidine dönüştürür.
Histidin biyosentetik yolunun ilk enzimi, yol ürünü tarafından inhibe edilir, yani histidin, yolun ana düzenleyici mekanizmasını temsil eden ATP fosforibosiltransferazın allosterik inhibisyonuna katılır.
bozulma
Histidin, prolin, glutamat, arginin ve glutamin, bozunduklarında a-ketoglutarat oluşturan amino asitlerdir. Bunlardan dördü önce glutamata dönüştürülür ve bu da transaminasyonla α-ketoglutarata yol açar.
Histidin, histidinaz yoluyla α-amino grubunu kaybeder ve ürokanat olur. Daha sonra, ürokanaz, ürokanatın 1 ve 4 pozisyonlarını hidratlayarak 4-imidazolon-5-propiyonat oluşturur. Daha sonra, 4-imidazolon-5-propiyonatın imino grubunun hidrolizi meydana gelir ve N-formiminoglutamat oluşturulur.
İkinci reaksiyon, formilin N-formiminoglutamattan tetrahidrofolata transferini içerir, bu enzim glutamat formimin transferaz ile çalışır. Bu reaksiyonun son ürünleri glutamat ve N5-formimino tetrahidrofolattır.
Α-ketoglutarat, glutamatın transaminasyonu ile oluşur. Α-Ketoglutarat, Krebs döngüsünde bir ara maddedir ve ayrıca glikoz oluşumu için glikoneojenik yola girebilir.
Glutamatın amino grubu, idrarla elimine edilmek üzere üre üretim döngüsüne girer. Tüm bu reaksiyonlar karaciğerde ve bir kısmı ciltte meydana gelir.
Histidin açısından zengin besinler
Günlük histidinin ihtiyacı vücut ağırlığının kilogramı başına yaklaşık 10 ila 11 mg'dır. Büyüyen çocuklarda histidin, diyet yoluyla sağlanması gereken temel bir amino asittir.
Diğer hayvanlarda, histidin de temel bir amino asittir ve ahırlarda yetiştirilenlerin normal hemoglobin seviyelerini korumak için histidin almaları gerekir.
Histidin açısından zengin besinler şunları içerir:
- Sığır eti, kuzu eti, domuz eti, tavuk ve hindi. Ayrıca ton balığı (hatta konserve), somon, alabalık, levrek ve levrek gibi balıklarda ve bazı kabuklu deniz hayvanlarında bulunur.
- Süt ve türevleri, özellikle diğerlerinin yanı sıra Parmesan, Gruyère, İsviçre peyniri ve guda gibi olgunlaştırılmış peynirlerde. Krema, peynir altı suyu, yoğurt ve ekşi krema olarak.
- Soya fasulyesi ve ceviz ve tohum gibi kuru meyveler. Ayçiçeği, kabak, karpuz, susam, badem, fıstık, fıstık ezmesi ve chia tohumlarında.
- Yumurta ve fasulye veya beyaz fasulye.
- Kinoa, buğday, esmer pirinç gibi tam tahıllar
Alımının faydaları
Tedaviye yardımcı olarak histidinin faydalı olabileceği bir dizi patolojik durum vardır.
Bu patolojiler arasında romatoid artrit, arteriyel hipertansiyon (histidinin hipotansif etkisi tanımlandığından beri), enfeksiyonlarda, soğukluk ve cinsel iktidarsızlık, ağır metal zehirlenmesi, toksik sinovit, nörit, gebeliğin kusması, kardiyovasküler bozukluklar olarak adlandırabiliriz. ve işitme, ülser ve anemi.
Deride, tüketilen histidinin bozunması, ultraviyole ışınları emerek cildi koruyabilen ürokanik asit üretir.
Sağlıklı bireyler tarafından aşırı histidin tüketimi, hızla bozunduğu için önemli değişiklikler yaratmaz. Bununla birlikte, şiddetli karaciğer ve / veya böbrek sorunları olan hastalarda histidin diyet takviyelerinin kullanımı kısıtlanmalıdır.
Eksiklik bozuklukları
Histidin eksikliği, histamin ve beyaz kan hücrelerinin üretiminin azalması, serbest radikallerin birikmesi ve fetüslerde malformasyonlar veya cücelik nedeniyle immün yanıtta meydana gelen değişikliklerle ilgilidir.
Histidin eksikliği ile ilişkili kemik problemleri, sağırlık ve anemi de bildirilmiştir.
Hartnup hastalığı, histidin ve triptofanın ince bağırsak mukozası ve böbrekler yoluyla taşınmasını etkileyen ve her iki amino asidin eksikliğine neden olan kalıtsal bir durumdur.
En ilgili klinik belirtiler, güneşe maruz kaldıktan sonra ciltte pullu ve kırmızı lezyonların ortaya çıkması, çeşitli derecelerde hareket bozukluğu ve bazı psikiyatrik hastalık semptomlarıdır.
Histidinemi, kanda ve idrarda artmış histidin seviyelerine neden olan, histidaz enziminin eksikliği ile karakterize otozomal resesif bir hastalıktır.
Sonuç olarak, bu hastalar histidini karaciğerde ve deride ürokanik aside indirgeyemezler. Bu hastalığa orta derecede zeka geriliği, konuşma bozuklukları ve sağırlık olmaksızın işitsel hafıza eşlik eder.
Bir tedavi olarak histidin alımının kısıtlanması, klinik iyileşme oluşturmada etkili olmamıştır ve bu hastalıktan etkilenen çocuklarda büyüme bozuklukları oluşturma riskini taşır.
Referanslar
- Mathews, C., van Holde, K. ve Ahern, K. (2000). Biyokimya (3. baskı). San Francisco, Kaliforniya: Pearson.
- Murray, R., Bender, D., Botham, K., Kennelly, P., Rodwell, V. ve Weil, P. (2009). Harper's Illustrated Biochemistry (28. baskı). McGraw-Hill Medical.
- Nelson, DL ve Cox, MM (2009). Biyokimyanın Lehninger İlkeleri. Omega Editions (5. baskı). doi.org
- Pencharz, P., Farri, L. ve Papageorgiou, A. (1983). Anne sütü ve düşük proteinli formüllerin prematüre bebeklerin toplam vücut protein döngüsü ve idrar 3-metilhistidin atılım oranları üzerindeki etkileri. Clinical Science, 64, 611–616.
- Song, BC, Joo, N., Aldini, G. ve Yeum, K. (2014). Histidin-dipeptidlerin biyolojik fonksiyonları ve metabolik sendrom. Beslenme Araştırma ve Uygulama, 8 (1), 3–10.