hydroxylysine er en ikke-klassisk proteinogen aminosyre. Det inkorporeres i det tilsvarende proteinet som lysin og hydrolyseres til hydroksylysin i polypeptidet ved hjelp av et enzym. Det er en av hovedkomponentene i kollagenproteinene i bindevev.
Hva er hydroksylysin?
Hydroxylysine er en proteinogen aminosyre som først blir integrert i et protein som lysin. Derfor er det en ikke-kanonisk proteinogen aminosyre. Begrepet "kanonisk" betyr klassisk.
Så det er ingen kodon for denne aminosyren. Hydroxylysine finnes hovedsakelig i bindevevskollagen og i glykoproteiner. Der omdannes lysin til hydroksylysin via enzymatiske prosesser. Bare en del av lysinet blir omdannet til hydroksylysin. Egenskapene til de respektive kollagener avhenger av mengden hydrolysert lysin og prolinrester.
Hydroksylysin kan isoleres i fri form som hydroklorid. Hydrokloridet av hydroksylysin er et beige pulver med et smeltepunkt på 225 til 230 grader. Det er en basisk aminosyre som også får hydroksylysinholdige proteiner til å reagere basiske. Hydroxylysine ble oppdaget av den amerikanske biokjemikeren og medgründer av "Clinical Chemistry" Donald Van Slyke (1883-1971).
Funksjon, effekt og oppgaver
Hydroksylysin er av stor betydning for bindevevets struktur. Glykoproteiner inneholder også hydroksylysin for å danne glykosidiske forbindelser av proteinet med sukkerrester på hydroksylresten.
Innen kollagenet er det ansvarlig for tverrbinding av de individuelle proteinmolekylene. Sammen med hydroksylprolin, den hydrolyserte formen av prolin, er det også medvirkende til å bygge tertiære og kvartære strukturer av kollagen. Hydroksyleringen av lysin katalyseres av enzymet lysylhydroksylase med deltagelse av kofaktorene jernioner og askorbinsyre (vitamin C). Distribusjonsmønsteret for de hydroksylerte lysinrestene i kollagen er verken spesielt stivt eller fleksibelt. Det er alltid tilbakevendende mønstre.
Imidlertid er det også hele områder i proteinet som ikke inneholder hydroksylerte lysinrester. Mens hydroksyprolin er ansvarlig for den spiralformede strukturen av kollagen gjennom bindingen av tre proteinkjeder, dannes tverrbindinger mellom de forskjellige proteinmolekylene via hydroksylgruppene i hydroksylysinen. I tillegg tjener disse molekylgruppene også som et bindingssted for en glykosidbinding med et sukker. Totalt sett sikrer dette styrken i bindevevet.
Hvis det er en mangel på hydroksylysin i proteinene, kan dette ikke avhjelpes ved et ekstra inntak av aminosyren. Det er ikke noe kodon for gratis hydroksylysin, slik at det ikke kan inkorporeres i det tilsvarende proteinet. Verdien av kosttilskudd med tilsatt hydroksylysin er derfor veldig tvilsom. Derfor må mangelen skyldes utilstrekkelig hydroksylering av lysin.
Utdanning, forekomst, egenskaper og optimale verdier
Hydroxylysine finnes bare i kollagen fra mennesker og dyr. Det er også noen glykoproteiner som også inneholder hydroksylysin. Dette inkluderer adiponectin. Adiponectin er et hormon som produseres i fettvev og har en avgjørende innflytelse på effektiviteten av insulin. Hydroksylysin er også blitt påvist i noen bakterier, for eksempel Staphylococcus aureus.
Distribusjonen av det hydroksylerte lysinet er ikke ensartet i kollagen. Det er steder hvor det nesten alltid finnes. I andre områder er hydroksyslysin nesten aldri funnet. Denne ujevn fordelingen bestemmer strukturen til kollagenet. Innenfor trippel-helixstrukturen til kollagen, er hydroksylysin alltid lokalisert i Y-stillingen til den gjentagende sekvensen Gly-X-Y. I de korte regionene med en ikke-spiralformet struktur forekommer hydroksylysin også andre steder.
Sykdommer og lidelser
Bindevevet er absolutt avhengig av tilstedeværelsen av hydroksylysin. Kollagen kan bare være stabilt og fast hvis tverrbindelsene mellom proteinmolekylene fungerer. Mangel på hydroksylysin forårsaker bindevevssvakhet.
Hvis den bare er til stede i ekstremt små mengder eller ikke i det hele tatt, ville den tilsvarende organismen ikke være levedyktig. Bindevevet kunne ikke lenger utføre oppgaven sin som et begrensende og støttevev for organene. Det er faktisk sykdommer som kan spores tilbake til mangel på hydroksylysin. Siden denne aminosyren opprinnelig er inkorporert som lysin under proteinsyntese, kan den ikke være en primær mangel. Hydroksylysin dannes fra lysin i kollagenproteinet ved hjelp av lysylhydroksylaser. En hydroksyslysinmangel kan bare skyldes en defekt i dette enzymet eller dets mangelfulle funksjon.
Det er en gruppe heterogene medfødte bindevevssvakheter som er kjent som Ehlers-Danlos syndrom. En rekke mutasjoner kan være ansvarlige for dette kliniske bildet. Blant annet kan lysylhydroksylasen også være mangelfull, slik at for lite lysin blir hydroksylert. Ehlers-Danlos syndrom manifesterer seg gjennom overstretchbarhet i huden og overmotoritet i leddene. Indre organer, blodkar, sener, leddbånd og muskler påvirkes også. Prognosen avhenger av alvorlighetsgraden av mangelen. Hvis fartøyene er involvert, kan man forvente et ugunstig kurs. Den fullstendige svikt i enzymet lysylhydroksylase er uforenlig med liv og er derfor ikke observert.
Men selv med et intakt enzym kan det være svakt bindevev på grunn av dets lave aktivitet. Lysylhydroksylase krever jernioner og askorbinsyre (vitamin C) som kofaktorer. Hvis for eksempel vitamin C mangler, oppstår det som kalles skjørbuk. Skjørbuk er en ervervet bindevevssykdom forårsaket av mangel på hydroksylgrupper på prolin- og lysinrester av kollagen. Årsaken er den lave aktiviteten til prolinhydroksylase og lysinhydroksylase på grunn av askorbinsyremangel.
