Onlyfashionsport.ru

Спорт и питание
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Структурная формула гистидин

Учебный сайт
Заиры Сефербековой

Атлас аминокислот: гистидин [1]

Таблица 1. Общая информация о гистидине

Тривиальное названиеГистидин / Histidine
Трехбуквенный кодHis
Однобуквенный кодH
Название по IUPACL-α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота
Структурная формула
Брутто-формулаC₆H₉N₃O₂
Молярная масса155,16 г/моль
Химические характеристикигидрофильный, протонируемый, ароматический
PubChem CID 6274
ЗаменимостьНезаменимая
КодируетсяCAU и CAC
Изображение в шариково-стержневой модели с подписанными именами тяжелых атомов

Молекула гистидина

Вращение:
Тяжелые атомы:
Водород:

Гистидин представляет собой альфа-аминокислоту с имидазольной функциональной группой. Гистидин был открыт немецким врачом Косселем Альбрехтом в 1896 году. Изначально полагалось, что эта аминокислота незаменима только для младенцев, однако в ходе долгосрочных исследований было установлено, что она также важна и для взрослых людей. Для человека суточная потребность в гистидине 12 мг на кг веса.
Вместе с лизином и аргинином образует группу основных аминокислот. Входит в состав многих ферментов, является предшественником в биосинтезе гистамина. В большом количестве содержится в гемоглобине.
Кольцо имидазола у гистидина является ароматическим при всех значениях рН. Оно содержит шесть пи-электронов: четыре из двух двойных связей, и два из пары азота. Оно может формировать пи-связи, однако это осложняется его положительным зарядом. При 280 нм оно не способно поглощать, однако в нижней части УФ-диапазона оно поглощает даже больше, чем некоторые аминокислоты.
Гистидином богаты такие продукты как тунец, лосось, свиная вырезка, говяжье филе, куриные грудки, соевые бобы, арахис, чечевица, сыр, рис, пшеница.
Было показано, что добавки гистидина вызывают быстрое выделение цинка у крыс при увеличении скорости экскреции от 3 до 6 раз [2] .

Биохимия

Рисунок 1. Биосинтез гистидина

Предшественником гистидина, как и триптофана, является фосфорибозилпирофосфат. Путь синтеза гистидина пересекается с синтезом пуринов.
Имидазольная боковая цепь гистидина является общим координирующим лигандом в металлопротеинах и частью каталитических центров у определенных ферментов. В каталитических триадах основный азот гистидина используется для получения протона из серина, треонина или цистеина, и активации его в качестве нуклеофила. Гистидин используется для быстрого трансфера протонов, абстрагируя протон с его основным азотом, и создавая положительно заряженные промежуточные вещества, а затем используя другую молекулу, буфер, чтобы извлечь протон из азотной кислоты. В карбоангидразе гистидинный протонный трансфер используется для быстрого транспортирования протонов из цинк-связанной молекулы воды, чтобы быстро регенерировать активные формы фермента. Гистидин также присутствует в гемоглобиновых спиралях Е и F. Гистидин помогает стабилизировать оксигемоглобин и дестабилизировать CO-связанный гемоглобин. В результате, в гемоглобине связывание окиси углерода сильнее только лишь в 200 раз, по сравнению с 20 000 раз в свободной геме.
Некоторые аминокислоты могут быть превращены в промежуточные соединения в цикле Кребса. Углероды из четырех групп аминокислот образуют промежуточные вещества цикла – альфа-кетоглютарат (альфа-КТ), сукцинил-КоА, фумарат и оксалоацетат. Аминокислоты, образующие альфа-КГ — глутамат, глутамин, пролин, аргинин и гистидин. Гистидин преобразуется в формиминоглютамат (FIGLU).
Аминокислота является предшественником гистамина и биосинтеза карнозина.

Рисунок 2. Биосинтез гистамина

Гистидин входит в состав активных центров множества ферментов, является предшественником в биосинтезе гистамина (см. рис.2). Фермент гистидин аммиаклиазы преобразует гистидин в аммиак и уроканиновую кислоту. Недостаток этого фермента наблюдается при редком метаболическом расстройстве гистидинемии. В антинобактерии и нитчатых грибах, таких как Neurospora сrаssа, гистидин может быть преобразован в антиоксидант эрготионеин [2] .

Основные функции:
• синтез белков;
• поглощение ультрафиолетовых лучей и радиации;
• производство красных и белых кровяных телец;
• выработка гистамина;
• выделение эпинефрина;
• секреция желудочного сока;
• антиатеросклеротическое,
• гиполипидемическое действие;
• выведение солей тяжелых металлов;
• здоровье суставов.

Системы и органы:
— органы ЖКТ;
— печень;
— надпочечники;
— костно-мышечная система;
— нервная система (миелиновые оболочки нервных клеток).

Последствия дефицита:
— ослабление слуха;
— задержка умственного и физического развития;
— фибромиалгия.

Последствия избытка: Избыток гистидина может способствовать возникновению дефицита меди в организме.

Молекула гистидина при разных pKa

Вращение:Тяжелые атомы:

Рисунок 3. Кривая титрования гистидина

Имидазольная боковая цепь гистидина имеет рКа около 6,0. Это означает, что при физиологически соответствующих значениях рН, относительно небольшие изменения в рН могут изменять средний заряд цепи. При рН ниже 6 имидазольное кольцо является в основном протонированным, как в уравнении Хендерсона-Хассельблаха. При протонировании кольцо имидазола имеет две NH связи и положительный заряд. Положительный заряд равномерно распределяется между двумя атомами азота. На рис.3 представлена кривая титрования гистидина (файл Excel с вычислениями). Из кривой титрования следует, что остовная карбоксильная группа имеет рКa1=1,82, протонированная аминогруппа амидазола — рКa2= 6,00, а остовная протонированная аминогруппа — рКa3=9,17. При рН = 7,58 гистидин существует в виде биполярного иона (цвиттер-иона), когда суммарный электрический заряд молекулы равен 0. При этом значении рН молекула гистидина электронейтральна. Такое значение рН называют изоэлектрической точкой и обозначают рI. Изоэлектрическая точка рассчитывается как среднее арифметическое двух соседних значений рКa.
Для гистидина: рI= ½ *c(рКa2 + рКa3) = ½ * (6,00 + 9,17) = 7,58.

Читать еще:  Дейли формула витамины инструкция

Рисунок 4. Формы гистидина

На рис.4 показаны разные формы существования молекулы гистидина. Это стоит понимать так: при определенном рКa появляется соответствующая форма, и затем процент ее содержания постепенно увеличивается.

Белок-белковые контакты

Вращение:Тяжелые атомы:
Измерения:
Скрипт

Вы увидите (по порядку):
1) шаро-стержневая модель гистидина (до нажатия каких-либо кнопок)
2) общий вид пептидной связи на примере гистидина и глицина (PDB ID:1W4S, [HIS]198 и [GLY]199)(после нажатия «Запустить»)
3) общий вид остовной водородной связи на примере гистидина и валина (PDB ID:1W4S, [HIS]974:A и [VAL]964:A) (после нажатия «Продолжить»)
4) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5EC4, [HIS]119 и [GLN]100) (здесь и далее после следующих нажатий «Продолжить»)
5) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5EC4, [HIS]93 и [GLU]72)
6) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5HBS, [HIS]48 и [ASP]63)
7) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5HBS, [HIS]137 и [HIS]135)
8) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5E9N, [HIS]219 и [TYR]284)
9) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:3X2M, [HIS]112 и [SER]14)
10) солевой мостик (PDB ID:1us0, [HIS]240 и [ASP]284)
11) солевой мостик (PDB ID:1US0, [HIS]187 и [GLU]185)
12) возможное стэкинг-взаимодействие (PDB ID:5E9N, [HIS]137 и [TYR]7)
13) возможное стэкинг-взаимодействие (PDB ID:5E9N, [HIS]10 и [PHE]50)

Гистидин способен образовывать не только водородные связи с участием остова, но и с участием боковой цепи. Кроме того, из-за полярности молекулы возможно образование солевых мостиков с отрицательно заряженными аминокислотами (схематично показаны желтым). Также ароматический гистидин может вступать в стэкинг-взаимодействия с другими ароматическими аминокислотами. В гидрофобные взаимодействия гистидин не вступает из-за своей гидрофильности.
Белок–белковые взаимодействия лежат в основе многих физиологических процессов, связанных с ферментативной активностью и ее регуляцией, электронным транспортом и др. Процесс образования комплекса двух белковых молекул в растворе можно условно разделить на несколько стадий:
1) свободная диффузия молекул в растворе на большом расстоянии от других макромолекул,
2) сближение макромолекул и их взаимная ориентация за счет дальнодействующих электростатических взаимодействий с образованием предварительного (диффузионно-столкновительного) комплекса,
3) трансформация предварительного комплекса в финальный, т. е. в такую конфигурацию, в которой осуществляется биологическая функция.
Альтернативно диффузионно-столкновительный комплекс может распасться без образования финального комплекса. При трансформации предварительного комплекса в финальный происходят вытеснение молекул растворителя из белок-белкового интерфейса и конформационные изменения самих макромолекул. Важную роль в этом процессе играют гидрофобные взаимодействия и образование водородных связей и солевых мостиков [3] .

Факторы, регулирующие белок-белковые взаимодействия:

  • Концентрация белка, которая, в свою очередь, определяется уровнем экспрессии и скоростью деградации;
  • Аффиностью белка к другим белкам или лигандам;
  • Концентрация лигандов (субстраты, ионы, и т. д.);
  • Присутствие других белков, нуклеиновых кислот и ионов;
  • Электрическими полями вокруг белка;
  • Присутствие ковалентных модификаций [4].

Рисунок 5. Взаимодействие гистидина и ДНК (PDB ID: 5B24, [HIS]31:G.NE2 и [DT]112:I.OP2)

Устойчивость нуклеопротеидных комплексов обеспечивается нековалентным взаимодействием. У различных нуклеопротеидов в обеспечение стабильности комплекса вносят вклад различные типы взаимодействий.
На рис. 5 показано взаимодействие гистидина и фосфатной группы остова ДНК. Это взаимодействие обусловленно положительным зарядом гистидина. Было найдено множество подобных взаимодействий (все образованы по единому принципу, поэтому смысла приводить их все нет).

Читать еще:  Калькулятор калорий при похудении

Гистидин

Химическое название

L-2-амино-3-(1H-имидазол-4-ил) пропановая кислота

Химические свойства

Химическая формула Гистидина: C6H9N3O2. Это гетероциклическая альфа-аминокислота, входит в список 20-ти протеиногенных аминокислот. Химическое соединение хорошо растворимо в воде, малорастворимо – в этиловом спирте, не растворяется в эфире. Облагает слабыми основными химическими свойствами, из-за остатков имидазола в строении молекулы вещества. При подробном рассмотрении структурной формулы Гистидина, можно заметить, что соединение имеет несколько изомеров: L-гистидин и D-гистидин. Молекулярная масса = 155,2 грамма на моль.

Является незаменимой аминокислотой, которая не синтезируется в организме человека и животных. Вещество обязательно должно поступать в организм извне, в чистом виде или в составе других белков. Гистидин содержится в мясе лосося, тунца, свинине, говядине и курятине, в соевых бобах, чечевице, арахисе и так далее.

Фармакологическое действие

Фармакодинамика и фармакокинетика

После проникновения в пищеварительную систему Гистидин высвобождает из белковых молекул с помощью химических превращений. Подвергается реакциям дезаминирования в тканях печени и кожного покрова, с участием фермента гистидазы, образуется уроканиновая и имидазолонпропионовая кислоты под влиянием фермента урокиназы. В результате с организме синтезируются: глутамат, аммиак, углеводные фрагменты, соединенные с тетрагидрофолиевой кислотой. Аминокислота является активным центром множества важных ферментов в организме человека.

Также в тучных клетках соединительной ткани вещество подвергается декарбоксилированию, в результате чего образуется важнейший нейромедиатор гистамин. Средство стимулирует процессы роста и восстановления тканей. Входит в состав молекулы гемоглобина.

Показания к применению

Гистидин применяют в комбинации с другими лекарственными средствами и аминокислотами:

  • для профилактики и лечения потери белков, при недостаточном питании или если энтеральное питание не возможно;
  • при полном либо частичном парентеральном питании (комбинация с глюкозой, жировыми эмульсиями, прочими аминокислотами);
  • у пациентов с тяжелыми травмами, сепсисом, ожогами, перитонитом, после обширных оперативных вмешательств и так далее.

Противопоказания

Лекарственное средство противопоказано:

  • при нарушении метаболизма аминокислот;
  • пациентам с метаболическим ацидозом, в состоянии шока;
  • при тяжелой почечной недостаточности;
  • больным с гипоксией;
  • при декомпенсированной сердечной недостаточности;
  • у пациентов с тяжелыми заболеваниями печени.

Побочные действия

При соблюдении рекомендуемого режима дозирования препаратов с Гистидином, побочные реакции проявляются крайне редко. При инфузии в периферическую вену раствор может вызвать раздражение стенок сосудов, тромбофлебит.

Инструкция по применению (Способ и дозировка)

Гистидин назначает лечащий врач. В зависимости от показаний и используемой лекарственной формы схема лечения и суточная дозировка сильно различаются.

Передозировка

При слишком быстром введении лекарства внутривенно наблюдаются: озноб, лихорадка, рвота, тахикардия, потливость. Рекомендуется прекратить инфузию и продолжать лечение меньшими дозами препаратов после нормализации состояния пациента.

Взаимодействие

Вещество не вступает в лекарственное взаимодействие с другими средствами. Хорошо сочетается с глюкозой, жировыми эмульсиями и аминокислотами.

Растворы аминокислот не рекомендуется смешивать в одной емкости с другими препаратами для инъекционного введения.

Особые указания

Введение Гистидина, как и прочих аминокислот, может привести к дефициту фолатов, поэтому могут потребоваться дополнительные инъекции Фолиевой кислоты.

Во время лечения необходимо контролировать баланс электролитов в крови, работу почек и печени.

При инфузии в периферические вены может развиться тромбофлебит.

С особой осторожностью лекарство используют у детей, пожилых пациентов, кормящих и беременных женщин.

Гистидин (Histidine)

Содержание

Структурная формула

Русское название

Латинское название вещества Гистидин

Химическое название

L-Гистидин (и в виде гидрохлорида или аскорбата)

Брутто-формула

Фармакологическая группа вещества Гистидин

Нозологическая классификация (МКБ-10)

Код CAS

Характеристика вещества Гистидин

Прозрачные бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок слабокислого вкуса. Растворим в воде, очень мало — в этаноле.

Фармакология

Незаменимая аминокислота. В организме подвергается декарбоксилированию с образованием гистамина. Вызывает спазм гладкой мускулатуры бронхов и ЖКТ , расширение капилляров, застой крови в капиллярах и увеличение проницаемости их стенок, отек окружающих тканей, снижение АД . Рефлекторно возбуждает мозговое вещество надпочечников, способствует выделению эпинефрина, сужению артериол, учащению сердечных сокращений.

Имеются данные о влиянии на секрецию желудочного сока и возможности использования в комплексной терапии язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки.

Применение вещества Гистидин

Гепатит, атеросклероз (комплексная терапия).

Противопоказания

Гиперчувствительность, бронхиальная астма, артериальная гипотензия, органические заболевания ЦНС .

Побочные действия вещества Гистидин

Со стороны нервной системы и органов чувств: слабость, головная боль, головокружение, нарушение сознания.

Читать еще:  Чсс калькулятор онлайн

Со стороны органов ЖКТ : диспепсия, тошнота, рвота.

Прочие: снижение АД , бронхоспазм, тремор, парестезия, кожная сыпь, гиперемия кожи, жар, аллергические реакции.

Передозировка

Симптомы: коллапс, отек Квинке, анафилактический шок.

Лечение: назначение антихолинэстеразных средств в сочетании с атропином.

Пути введения

Официальный сайт компании РЛС ® . Главная энциклопедия лекарств и товаров аптечного ассортимента российского интернета. Справочник лекарственных препаратов Rlsnet.ru предоставляет пользователям доступ к инструкциям, ценам и описаниям лекарственных средств, БАДов, медицинских изделий, медицинских приборов и других товаров. Фармакологический справочник включает информацию о составе и форме выпуска, фармакологическом действии, показаниях к применению, противопоказаниях, побочных действиях, взаимодействии лекарств, способе применения лекарственных препаратов, фармацевтических компаниях. Лекарственный справочник содержит цены на лекарства и товары фармацевтического рынка в Москве и других городах России.

Запрещена передача, копирование, распространение информации без разрешения ООО «РЛС-Патент».
При цитировании информационных материалов, опубликованных на страницах сайта www.rlsnet.ru, ссылка на источник информации обязательна.

Еще много интересного

© РЕГИСТР ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ РОССИИ ® РЛС ® , 2000-2020.

Все права защищены.

Не разрешается коммерческое использование материалов.

Информация предназначена для медицинских специалистов.

Структурная формула гистидин

Гистидин – условно незаменимая гетероциклическая α-аминокислота, одна из 20 протеиногенных аминокислот.

Гистидин — 2-амино-3-имидазолилпропановая или α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота.

Гистидин (Гис, His, H) — аминокислота со слабыми основными свойствами, обусловленными присутствием в молекуле остатка имидазола, молекулярная формула — C₆H₉N₃O₂.

Гистидин был выделен в 1896 году одновременно двумя учѐными: Kossel из сернокислых гидролизатов протамина спермы осетра и Hedin – из белковых гидролизатов.

Суточная потребность

Дневная потребность в гистидине составляет 1,5 – 2,0 грамма.

Физические свойства

Гистидин представляет собой прозрачные, бесцветные или белые кристаллы, растворимые в воде, малорастворимые в спирте, нерастворимые в эфире. Температура плавления гистидина 287-288 0 С (с разл.).

Биологическая роль

Гистидин входит в состав многих белков. Он принимает активное участие в синтезе карнозина (азотистого экстрактивного вещества мышц), улучшает азотистый баланс, функцию печени, повышает желудочную секрецию и моторику кишечника, иммунитет, нормализует сердечный ритм.

В значительном количестве содержится в гемоглобине, поэтому недостаток гистидина приводит к снижению уровня гемоглобина.

Недостаток или отсутствие гистидина замедляет синтез гемоглобина и приводит к развитию анемий в связи с тем, что белковая часть гемоглобина требует достаточно большого количества гистидина.

Гемоглобин является одним из резервов гистидина в организме и при недостатке гистидина происходит повышенное разрушение гемоглобина, в результате которого высвобождается гистидин.

При декарбоксилировании гистидина образуется гистамин. В ряде продуктов при их хранении, например в рыбе и сыре, происходит микробиологическое декарбоксилирование гистидина с образованием и накоплением больших количеств гистамина, что может иметь клинические последствия.

Между обменом гистидина и гистамина существует тесная связь.

Гистамин – биологически активный амин, который был синтезирован в 1907 г., позднее был изолирован из тканей млекопитающих. Гистамин (2- (4-имидазолил)этиламин) присутствует в растительных и животных тканях, является компонентом некоторых ядов и секретов, обладающих раздражающим действием.

Гистамин в организме обычно находится в неактивном состоянии. При некоторых патологических состояниях: аллергии, ожоги, обморожения, попадание в организм химических веществ (в том числе и лекарственных препаратов) гистамин накапливается в организме в значительных количествах и выделяется в свободном виде, который оказывает действие на окружающие ткани.

Свободный гистамин высокоактивен: вызывает спазм гладкой мускулатуры, расширяет кровеносные сосуды и увеличивает секрецию желудочного сока (стимулирует секрецию соляной кислоты и пепсина в желудке), снижает артериальное давление и частоту сердечных сокращений, принимает участие в развитии воспалительного процесса.

Природные источники

Гистидином богаты такие продукты как рыба (тунец, лосось, семга, горбуша, карп), мясо (свинина, говядина, индейка, курица), печень говяжья, сыр твердый, соевые бобы, арахис, чечевица, маш, фасоль белая, орехи (арахис, миндаль).

Области применения

Хлороводородная соль гистидина в медицинской практике применяется при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гастритах, гепатитах, атеросклерозе, сниженном иммунитете.

Лекарственные препараты

(являются антогонистами (блокируют) гистаминовых рецепторов).

1. Применяются при аллергических состояниях различного происхождения, при бронхиальной астме (димедрол, тавегил, супрастин, дипразин, фенкарол, диазолин).

2. Применяются для уменьшения секреции соляной кислоты при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки (циметидин, ранитидин, фамотидин, низатидин),

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×