HİDROKSİPROLİN

CAS Numarası: 51-35-4
IUPAC adı: (2S,4R)-4-Hidroksipirrolidin-2-karboksilik asit

UYGULAMALAR

Trans-4-hidroksi-L-prolin, L-trans-konfigürasyonuna sahip optik olarak aktif bir 4-hidroksiprolin formudur.
Hidroksiprolin, bir insan metaboliti, bir bitki metaboliti ve bir fare metaboliti olarak bir role sahiptir.
Hidroksiprolin, bir trans-4-hidroksi-L-prolin zwitterionunun bir totomeridir.
Hidroksiprolin, nötr bir heterosiklik protein amino asididir.

Hidroksiprolin kollajende bulunur ve bu nedenle birçok jelatin ürününde yaygındır.
Hidroksiprolin çoğunlukla kemik döngüsü ve karaciğer fibrozunun tanısal bir belirteci olarak kullanılır.
Terapötik olarak, hidroksiprolin deneysel bir ilaç olarak araştırılmaktadır, ancak Fransa'da küçük, yüzeysel yaralar için Cicactive adlı bir kombinasyon topikal jel ürünü olarak onaylanmıştır.

Hidroksiprolin ile prolin ve glisin, kolajenin ana bileşenleridir.
Kollajen, deri, kemik ve kıkırdak gibi bağ dokusunun ana yapı taşlarından birinin üzerindedir.
Dolayısıyla bu dokular hasar gördüğünde, hasarlı bölgenin onarımı için hidroksiprolin gereklidir.
Hidroksiprolin, kemik erimesinin geleneksel belirtecidir.
Hidroksiprolin, prokollajen zincirindeki prolinin post-translasyonel hidroksilasyonunun bir ürünüdür ve tip I kollajen bozulduğunda salınır.

Hidroksiprolin, nötr bir heterosiklik protein amino asididir.
Hidroksiprolin kollajende bulunur ve bu nedenle birçok jelatin ürününde yaygındır.
Hidroksiprolin çoğunlukla kemik döngüsü ve karaciğer fibrozunun tanısal bir belirteci olarak kullanılır.
Terapötik olarak, hidroksiprolin deneysel bir ilaç olarak araştırılmaktadır, ancak Fransa'da küçük, yüzeysel yaralar için Cicactive adlı bir kombinasyon topikal jel ürünü olarak onaylanmıştır.

Hidroksiprolin, protein kollajeninin önemli bir bileşenidir.
Hidroksiprolin ve prolin, kolajen stabilitesi için kilit rol oynar.
Kollajen sarmalının keskin bir şekilde bükülmesine izin verirler.
Hidroksiprolin, hidrojen bağları oluşturarak kolajenin üçlü sarmal yapısına stabilite sağlamaya yardımcı olur.
Hidroksiprolin, kolajen dışındaki birkaç proteinde bulunur.

Hidroksiprolin içeren diğer tek memeli proteini elastindir.
Bu nedenle kolajen ve/veya jelatin miktarını belirlemek için hidroksiprolin içeriği bir gösterge olarak kullanılmıştır.
Hidroksiprolin, Farmasötik Ara Ürün olarak kullanılır.
Kozmetikte çoğunlukla Hidroksiprolin kullanılır.
Hidroksiprolin Diyet Takviyesi olarak kullanılır.

Hidroksiprolin, meyve suyu, meşrubat ve diğer aromalı sıvıların tat kalitesini artıran katkı maddesi, karışımdaki kolajen varlığının miktarının belirlenmesinde bir gösterge olarak kullanılır.
Ayrıca, hidroksiprolin, tütsü çubuklarında tatlı koku amacıyla kullanılır ve saç ve tırnakların nem tutmasını arttırması nedeniyle saç ve tırnak kremi gibi kişisel bakım ürünlerinde kullanılır.

TANIM

1902'de Hermann Emil Fischer hidrolize jelatinden hidroksiprolin izole etti.
1905'te Hermann Leuchs, 4-hidroksiprolinin rasemik bir karışımını sentezledi.
Hidroksiprolin, gama karbon atomuna bağlı bir hidroksil (OH) grubunun varlığı ile prolinden farklıdır.
Hidroksiprolin, toplam amino ve imino asit içeriğinin ~%14'ünü oluşturan her türden fibriler kollajenin ana bileşenidir.
Hidroksiprolin, prolinin 4-prolil hidroksilaz enzimi tarafından translasyon sonrası modifikasyonu ile üretilir.

Plazmada, hidroksiprolin proteine ​​bağlı, peptid bağlı ve serbest formlarda bulunur.
Çoğu hidroksiprolin karaciğerde oksitlenir ancak küçük bir kısmı (~ %10) idrarla atılır.
Kollajen türevli hidroksiprolin atılımının yaklaşık %90'ı, kolajen yıkımından kaynaklanan peptitler formundadır, geri kalanı, kolajen sentezi sırasında parçalanan N- ve C-terminal prokollajen peptitlerinin parçaları şeklindedir.

Kemik rezorpsiyonu arttığında, tip 1 kemik kollajeninin artan katabolizma hızı nedeniyle idrarla hidroksiprolin atılımı artar.
Hidroksiprolin, muhtemelen kemik erimesinin en eski belirteçlerinden biri, tip I kollajenin sarmal bölgesinin bozunmasının bir ürünüdür.
Hidroksiprolin, kolajenin amino asit içeriğinin yaklaşık %13'ünü temsil eder ve kemik rezorpsiyonu sırasında dolaşıma salınır, ancak yeni kolajene yeniden dahil edilmez.

Hidroksiprolin, kollajen (ağırlıkça yaklaşık yüzde 14) ve elastin gibi bağ dokusu proteinlerinin hidrolizi üzerine oluşan, ancak nadiren diğer proteinlerden oluşan bir amino asittir.
İlk olarak (1902), kolajenin bir parçalanma ürünü olan jelatinden izole edilen hidroksiprolin, esansiyel olmayan birkaç amino asitten biridir; yani hayvanlar onu glutamik asitten sentezleyebilir ve diyet kaynaklarına ihtiyaç duymaz.
Anormal miktarlarda hidroksiprolin atılımı, Marfan sendromu adı verilen bağ dokusu hastalığının bir belirtisidir.

Hidroksiprolin, moleküler ağırlığı 131.13 g/mol olan ve kollajen biyosentezi sırasında prolinin translasyon sonrası hidroksilasyonu ile sentezlenen, proteinojenik olmayan bir amino asittir.
Fizyolojik ve patolojik kolajen metabolizması araştırmalarında en yaygın olarak plazma, idrar ve vücut dokusunda hidroksiprolin ölçümleri kullanılır. 
Bu nedenle, hidroksiprolin tayini, kolajen metabolizması bozukluklarının neden olduğu hastalıkların teşhisi ve prognozu için faydalı bilgiler sağlar.
Bu tür durumlar hipertiroidizm, hiperparatiroidizm, akromegali, Paget hastalığı, osteomalazi, raşitizm, Marfan sendromu, osteogenezis imperfekta, sklerodaktili, dermatomiyozit ve Cushing sendromunu içerir.

Prolin sarmal yapılarda yaygın değildir.
Bununla birlikte, memeli kollajeninin %13,5'i, R grubunda bir hidroksi grubu içeren modifiye edilmiş bir amino asit olan hidroksiprolinden oluşur.
Kollajenin önemli bir yapısal protein olduğunu bilerek, bu durumda hidroksiprolinin yapısının işleviyle nasıl eşleştiğini açıklanır.
Hidroksiprolin, nötr bir heterosiklik protein amino asididir.
Hidroksiprolin kollajende bulunur ve bu nedenle birçok jelatin ürününde yaygındır.
 
Hidroksiprolin çoğunlukla kemik döngüsü ve karaciğer fibrozunun tanısal bir belirteci olarak kullanılır.
Terapötik olarak, hidroksiprolin deneysel bir ilaç olarak araştırılmaktadır, ancak Fransa'da küçük, yüzeysel yaralar için Cicactive adlı bir kombinasyon topikal jel ürünü olarak onaylanmıştır.
Hidroksiprolin hayvanlarda yapısal ve fizyolojik olarak önemli bir amino asittir.

Hidroksiprolin, diyetlerden ve endojen sentezlerden sağlanır ve glisine dönüştürülmesi glutatyon, DNA, hem ve protein üretimini arttırır.
Ayrıca, hidroksiprolinin hidroksiprolin oksidaz (OH-POX) tarafından oksidasyonu, hücre antioksidan reaksiyonlarında, hayatta kalma ve homeostazda önemli bir rol oynar. Hidroksiprolinin metabolizmaya ve hücre sinyalleşmesine katıldığı mekanizmaları anlamak, hayvanların ve insanların beslenmesini ve sağlığını iyileştirebilir.
Hidroksiprolin, protein sentezini takiben prolil hidroksilaz enzimi tarafından amino asit prolininin hidroksilasyonu ile üretilir (translasyon sonrası bir modifikasyon olarak).

Enzim katalizli reaksiyon endoplazmik retikulumun lümeninde gerçekleşir.
Proteinlere doğrudan dahil edilmemesine rağmen, hidroksiprolin, hayvan dokusunda bulunan tüm amino asitlerin kabaca %4'ünü, translasyonel olarak dahil edilen diğer yedi amino asitten daha fazlasını içerir.

ÜRETİM VE FONKSİYON

Hidroksiprolin, protein sentezini takiben prolil hidroksilaz enzimi tarafından amino asit prolininin hidroksilasyonu ile üretilir (translasyon sonrası bir modifikasyon olarak).
Enzim katalizli reaksiyon endoplazmik retikulumun lümeninde gerçekleşir.
Proteinlere doğrudan dahil edilmemesine rağmen, hidroksiprolin, hayvan dokusunda bulunan tüm amino asitlerin kabaca %4'ünü, translasyonel olarak dahil edilen diğer yedi amino asitten daha fazlasını içerir.

Hayvanlar

-Kolajen
Hidroksiprolin, memeli kollajeninin kabaca %13.5'ini içeren protein kollajeninin ana bileşenidir.
Hidroksiprolin ve prolin, kolajen stabilitesi için kilit rol oynar.
Kollajen sarmalının keskin bir şekilde bükülmesine izin verirler.
Kanonik kolajen Xaa-Yaa-Gly üçlüsünde (burada Xaa ve Yaa herhangi bir amino asittir), Yaa pozisyonunu işgal eden bir prolin, bir Xaa-Hyp-Gly dizisi vermek üzere hidroksillenir.

Prolin kalıntısının bu modifikasyonu, kolajen üçlü sarmalının stabilitesini arttırır.
Hidroksiprolin başlangıçta, stabilizasyonun, prolil hidroksil gruplarını ve ana zincir karbonil gruplarını birbirine bağlayan bir hidrojen bağı ağı oluşturan su moleküllerinden kaynaklandığı öne sürüldü.
Daha sonra hidroksiproline, stabilitedeki artışın esas olarak stereoelektronik etkiler yoluyla olduğu ve hidroksiprolin kalıntılarının hidrasyonunun çok az ilave stabilite sağladığı veya hiç sağlamadığı gösterildi.

-Kolajen içermez
Kollajene ek olarak, memeli proteinleri elastin ve argonaut 2, içinde hidroksiprolinin oluşturulduğu kolajen benzeri alanlara sahiptir.
Bazı salyangoz zehirleri, konotoksinler, hidroksiprolin içerir, ancak kolajen benzeri dizilerden yoksundur.

Prolinin hidroksilasyonunun, proteoliz ile bozunma için Hipoksi ile indüklenebilir faktör (HIF) alfa alt biriminin (HIF-1 alfa) hedeflenmesinde rol oynadığı gösterilmiştir.
Normoksi (normal oksijen koşulları) altında, EGLN1 proteini, HIF-1 alfanın 564 pozisyonundaki prolini hidroksile eder; bu, von Hippel-Lindau tümör baskılayıcı (pVHL) tarafından her yerde bulunmaya ve ardından proteazom degradasyonu için hedeflemeye izin verir.

Hidroksiprolin, kolajen dışındaki birkaç proteinde bulunur.
Bu nedenle kolajen ve/veya jelatin miktarını belirlemek için hidroksiprolin içeriği bir gösterge olarak kullanılmıştır.

Bitkiler

Hidroksiprolin bakımından zengin glikoproteinler (HRGP'ler) de bitki hücre duvarlarında bulunur.
Bu hidroksiprolinler, translasyon sonrası modifikasyonlar olarak eklenen glikan zincirleri için bağlantı noktaları olarak hizmet eder.

KLİNİK ÖNEM

Prolin hidroksilasyonu askorbik asit (C vitamini) gerektirir.
İnsanlarda askorbik asit yokluğunun en belirgin, ilk etkileri (diş eti ve saç problemleri), kolajen molekülünün stabilitesinin azalmasıyla iskorbüte neden olan kolajenin prolin kalıntılarının hidroksilasyonunda ortaya çıkan kusurdan kaynaklanır.
Paget hastalığında artan serum ve idrar hidroksiprolin seviyeleri de gösterilmiştir.

DİĞER HİDROKSİPROLİNLER

Doğada başka hidroksiprolinler de mevcuttur.
En dikkate değer olanlar, diatom hücre duvarlarında meydana gelen ve silika birikiminde rolü olduğu varsayılan 2,3-cis-, 3,4-trans- ve 3,4-dihidroksiprolindir. Hidroksiprolin ayrıca diatomlarla ilişkili mantar benzeri protistler olan oomycetes duvarlarında da bulunur.
(2S,4S)-cis-4-Hidroksiprolin, Amanita mantarlarından (örneğin, phalloidin) toksik siklik peptitlerde bulunur.

EŞ ANLAMLILARI

(2S,4R)-4-hidroksipirrolidin-2-karboksilik asit
N-metil-trans-4-hidroksi-L-prolin
NMH-Pro
trans-4-hidroksi-L-prolin
trans-L-Hidroksiprolin
trans-4-Hidroksi-L-prolin
hidroksiprolin