9.3. Некоторые остатки пролина и лизина в коллагене гидроксилируются

Гидроксипролин и гидроксилизин не включаются в состав полипептидной цепи коллагена в процессе синтеза белка. Если ввести

Рис. 9.2. Последовательность аминокислот в части цепи коллагена. На протяжении более чем 1000 остатков каждым третьим остатком является глицин.

Рис. 9.3. Гидроксилирование остатка пролина по под действием пролилгидроксилазы - фермента, активирующего молекулярный кислород.

крысе -гидроксипролин, то в новосинтезированном коллагене радиоактивности не обнаружится. Однако при введении -пролина гидроксипролин в коллагене окажется радиоактивным. Следовательно, пролин, но не экзогенный гидроксипролин служит предшественником гидроксипролиновых остатков в коллагене.

Определенные остатки пролина в коллагене превращаются в гидроксипролин под действием пролилгидроксилазы фермента, содержащего в активном центре атом железа (в ферроформе). Донором атома кислорода, присоединяющегося к пролина, служит Второй атом кислорода из молекулы включается в сукцинат, образующийся из второго обязательного субстрата этой реакции - -оксоглутарата (рис. 9.3). Таким образом, пролилгидроксилаза является диоксигеназой. Примечательная особенность этой реакции гидроксилирования состоит в том, что для ее осуществления необходим восстановительный агент, а именно аскорбиновая кислота (разд. 9.8), благодаря которой сохраняется ферроформа атома железа.

Рассматриваемая реакция гидроксилирования высокоспецифична. Свободный пролин не может служить субстратом реакции. Гидроксилированию подвергаются специфические участки довольно большой, но еще не спирализованной полипептидной цепи. Гидроксилированию по подвергаются только те остатки пролина, которые расположены со стороны аминогруппы глицинового остатка. Помимо этого, несколько остатков пролина гидроксилируется по другими ферментными системами, причем эти пролины всегда расположены с карбоксильной стороны глициновых остатков.

Под действием лизилгидроксилазы происходит гидроксилирование по небольшой части остатков лизина в коллагене. Как и при гидроксилировании пролина, в процессе участвуют молекулярный кислород, осоксоглутарат и аскорбиновая кислота. Подвергающиеся гидроксилированию остатки лизина всегда расположены со стороны аминогруппы остатков глицина,

Рис. 9.4. Углеводные компоненты коллагена.

Рис. 9.5. Модель тройной спирали коллагена. Показаны только -углеродные атомы.

Рис. 9.6. Модель спирали поли--пролина (транс-спираль типа II).