Основные реакции превращения гистидина в организме человека. Гистидин в продуктах питания

Гистидин (L-Histidine) - условно незаменимая гетероциклическая альфа-аминокислота, которая входит в состав многих белков.

Данная аминокислота чаще всего применяется в медицине и бодибилдинге.

В организме человека гистидин синтезируется в недостаточном количестве, поэтому так важно обеспечить его дополнительное поступление с помощью пищи или БАД. При этом нужно знать и суточную норму потребления гистидина.

Суточная потребность организма в гистидине

В среднем суточная норма потребления гистидина для взрослого человека составляет 1,5-2 грамма. Предельно допустимая дозировка L-гистидина - 5-6 г. в сутки. Но не стоит забывать, что для каждого человека точная доза подбирается индивидуально специалистом и будет это зависеть от многих факторов, например от общего состояния здоровья, веса, возраста человека. Нужно знать о том, что разумный прием аминокислот, в том числе L-гистидина поможет избежать последствий его недостатка или переизбытка в организме.

Последствия недостатка гистидина

Недостаток гистидина в организме человека может приводить к снижению полового влечения, задержке физического и умственного развития, повышенному тромбообразованию, мышечной слабости, ухудшению слуха, фибромиалгии. А также нехватка этой аминокислоты снижает образование гемоглобина в костном мозге.

Последствия переизбытка гистидина

Переизбыток гистидина приводит к дефициту меди в организме человека, стрессам, различным видам психозов. Поэтому нужно следить за своим здоровьем и получать только пользу от L-гистидина без каких-либо последствий влияющих не лучшим образом на наш организм.

Полезные свойства гистидина

Гистидин немаловажен для каждого человека и просто незаменим в период роста организма, он входит в состав многих ферментов. Гистидин входит в состав гемоглобина и участвует в его синтезе. Кроме того из гистидина в организме происходит синтез гистамина, а также он важен для синтеза белых и красных кровяных телец и мощнейшего антиоксиданта карнозина. Гистидин является регулятором свертывания крови и составляющей частью миелиновых оболочек, которые оберегают нервные волокна. Данная аминокислота укрепляет иммунитет, защищает наш организм от всевозможных инфекций, радиации, поглощает ультрафиолетовые лучи и выводит тяжелые металлы. Гистидин способствует росту и восстановлению тканей, дарит здоровье суставам, увеличивает выносливость мышц, позволяя тренироваться спортсменам дольше и с большей интенсивностью. Поддерживает функцию слухового нерва, снижает остроту аллергических реакций. Аминокислота L-гистидин играет важную роль в метаболизме белков, повышает либидо, борется со стрессами, улучшает и нормализует работу ЖКТ, способствует оздоровлению нервной системы, что благотворно сказывается на работе всех органов и систем организма.

В медицине L-гистидин успешно применяют в комплексной терапии для лечения стрессов, артрита, атеросклероза, аллергии, язвы, гастритов, анемии, гепатитов, синдрома приобретенного иммунного дефицита. А также эту аминокислоту используют в восстановительный период после перенесенных заболеваний и травм.

К сожалению, такая полезная аминокислота имеет противопоказания и вред, что в основном касается биологически активных добавок и лекарственных препаратов.

Противопоказания и вред гистидина

Противопоказанием к приему L-гистидина является органические заболевания центральной нервной системы, индивидуальная непереносимость, бронхиальная астма, артериальная гипотензия. Также людям с избыточным весом лучше избегать препаратов на основе L-гистидина.

Чаще всего вредные свойства возникают при условии употребления L-гистидина в большом количестве. При передозировке может возникнуть отек Квинке, коллапс, анафилактический шок, нарастание стрессовых ситуаций, вплоть до психических расстройств. Помимо этого возможны проявления аллергических реакций, головокружение, головная боль, нарушение сознания, диспепсия. А также снижение артериального давления, тремор, жар, гиперемия кожи, парестезия, загустение крови, тошнота, рвота и спазм бронхов.

Но, несмотря на противопоказания и вред, каждому человеку нужно знать в каких продуктах питания содержится эта жизненно важная аминокислота, и по мере возможности употреблять их как можно чаще.

Продукты питания богатые гистидином

Основными источниками гистидина являются такие продукты питания как: куриное филе, говядина, яйца, кальмары, рыба. А также в большом количестве гистидин содержится в сухом молоке, твороге, твердом и плавленом сыре, пшенице, сое, рисе, горохе, грецких орехах и арахисе.

Если Вам понравилась информация, пожалуйста, нажмите кнопку

Химическая формула Гистидина: C6H9N3O2 . Это гетероциклическая альфа-аминокислота , входит в список 20-ти протеиногенных . 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

Метаболическое.

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 .

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 ;
больным с ;
при декомпенсированной сердечной недостаточности ;
у пациентов с тяжелыми заболеваниями печени.

Побочные действия

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, рвота, . 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 .

Гистидин? Здоровое долголетие возможно только при условии правильного и сбалансированного питания. Чтобы все системы и органы работали правильно, в сутки мы должны получать большое количество полезных веществ. И в этом списке аминокислота гистидин занимает далеко не последнее место. Она необходима для протекания целого ряда биохимических процессов. Наверняка, многие не знают про огромную роль гистидина в жизнедеятельности организма. Поэтому предлагаем вам прочитать о полезных свойствах этого вещества. Также мы расскажем, как применяется эта аминокислота в спорте и медицине.

Гистидин в оптимальной природной форме и дозировке содержится в продуктах пчеловодства — таких как цветочная пыльца, маточное молочко и трутневый расплод, которые входят в состав многих натуральных витаминно-минеральных комплексов компании «Парафарм»: «Леветон П», «Элтон П», «Леветон Форте», «Апитонус П», «Остеомед», «Остео-Вит», «Эромакс», «Мемо-Вит» и «Кардиотон». Именно поэтому мы уделяем столько внимания каждому природному веществу, рассказывая о его важности и пользе для здорового организма.

Условно незаменимая аминокислота
гистидин: для печени и нервов

Гистидин – это аминокислота, о которой в научном мире до сих пор идут споры. Одни ученые утверждают, что в организме человека она не синтезируется, а потому должна регулярно поступать с пищей. Другие, напротив, приводят данные исследований, согласно которым, в небольших количествах это вещество может вырабатываться в теле. Поэтому все чаще гистидин вместе с аргинином относят в особую группу – «условно незаменимые аминокислоты» . Чуть реже встречается такое название как «полузаменимая аминокислота».

Так или иначе, но небольшие количества гистидина, которые организм вырабатывает самостоятельно, недостаточны для сохранения здоровья. Более того, у детей до года синтез этого вещества не происходит вообще. Поэтому нужно следить за своим питанием, стараясь разнообразить рацион.

Что собой представляет гистидин

В природе гистидин встречается часто – присутствует в большинстве живых организмов. Он является составляющей белка, а также находится и в свободном виде. В теле человека эта аминокислота также содержится в больших количествах. Это вещество относится к группе протеиногенных, а значит, необходимо для производства белка. В чистом виде гистидин представляет собой бесцветный порошок, который плавится при температуре 287 градусов (L-изомер). Данное соединение хорошо растворяется в воде, а плохо в этаноле. При декарбоксилировании в организме образуется гистамин. Для получения лекарств (латинское название — histidine) выделяют из гемоглобина и крови, а также синтезируют. Кстати, на сегодняшний день в мире производится более 200 тонн этого вещества в год.

Гистидин: история
важного научного открытия

История важного научного открытия произошла в конце 19 века, во время, когда в Европе химия развивалась очень активно. Известный немецкий физиолог и биохимик А. Коссель в 1896 году выделил из сернокислых гидролизатов стурина. В том же году швейцарский химик С. Хедин сумел получить L из других белков, причем он вел работу независимо от своего коллеги. Также большой вклад в изучение данного вещества внес В. Паули.

А. Коссель известен тем, что создал классический метод количественного выделения «гексоновых оснований», к которым помимо относятся такие аминокислоты как аргинин и лизин. Благодаря его достижениям позднее ученые выяснили, что белки имеют полипептидную природу. Также этот биохимик вел исследования клеточной биологии, изучал химический состав клеточного ядра, занимался выделением и описанием нуклеиновых кислот. За свою работу он был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине 10 декабря 1910 года.

Значение гистидина для организма.
«Кирпичик тела»

Несмотря на то что, это вещество мало известно широкому кругу людей, значение гистидина для организма велико. Не будет преувеличением назвать эту аминокислоту «кирпичиком тела». Во-первых, она участвует в синтезе белка, а, следовательно, помогает строить мышцы. Во-вторых, гистидин является частью многих ферментов, например, гастрина, который участвует в работе пищеварительной системы, улучшая усвоение ряда витаминов.

Также это соединение улучшает азотистый баланс в организме, помогает правильному функционированию печени. Немалую роль играет в работе иммунной системы — с его участием происходит формирование лейкоцитов и эритроцитов. Помимо этого в больших количествах он содержится в гемоглобине. Кроме того гистидин является компонентом для производства такого важного вещества как L-карнозин.

Еще организму гистидин нужен для синтеза гистамина, уникального гормона, который участвует в 23 основных физиологических функциях. К примеру, от его содержания в крови зависит сексуальное здоровье, как мужчин, так и женщин. Еще одна огромная заслуга гистамина – борьба с различными инфекциями. В последние годы ученые отмечают, что у многих людей в крови повышенное содержание гистамина, что вызвано такими заболеваниями как инфаркт, гипертония, ожирение, кариес и различные виды аллергии. Гистамин является медиатором аллергических реакций, расширяет мелкие кровеносные сосуды, сужает крупные. Медиаторы аллергии – это вещества, которые освобождаются из клеток или создаются в результате биохимических процессов в организме, необходимые для правильного протекания аллергической реакции.

При этом не стоит забывать и о других полезных свойствах :

помогает расти маленьким детям;
участвует в регуляции кислотности крови;
избавляет от аллергии;
помогает восстановиться после тяжелой болезни;
способствует нормализации сна;
необходим для формирования миелиновых оболочек нервных клеток;
важен для нормальной работы сердечно-сосудистой системы.

Также он обладает адаптогенными свойствами, уменьшая воздействие на организм разрушительных факторов.

**Что бывает при недостатке гистидина ?**

Установлено, что при недостатке гистидина у детей замедляется рост и развитие. Для взрослых это состояние опасно тем, что может привести к ревматоидному артриту. Кроме того, при дефиците этой аминокислоты ухудшается восстановление травмированных участков тела, и поэтому восстановление после операций может затянуться. Помимо этого, проявляется еще один эффект – ухудшается состояние кожи и слизистой.

Врачи уверены, что недостаток в организме приводит болезням желудка и катаракте. Также ослабевает иммунная система , что особенно опасно для грудных детей. Зафиксированы случаи, когда малыши страдали от дерматита при недостатке в пище данной аминокислоты. Замечено, что при недостатке гистидина в организме люди жалуются на упадок сил. Помимо этого снижается либидо, ухудшается слух и развивается фибромиалгия. Можно назвать и другие симптомы дефицита :

болезни Альцгеймера и Паркинсона;
дефицит цинка;
нарушения в речи;
изменения походки;
сниженная умственная активность;
раздражительность;
рассеянность;
задержка полового созревания;
атипичные аллергические реакции.

Нехватка в организме аминокислоты приводит к такому расстройству как гистединемия. Это редкое генетическое заболевание, в результате которого организм перестает вырабатывать фермент, расщепляющий гистидин. В этих случаях снижается умственное развитие, нарушаются речевая и двигательная функции.

Переизбыток аминокислоты
Побочные эффекты

Нужно сказать, что добиться переизбытка аминокислоты сложно, поскольку он хорошо усваивается организмом. Но запредельные дозы вещества могут привести к аллергическим реакциям, астматические проявлениям, а также сокращают время полового акта у мужчин. Здесь уместным будет сказать и про побочные эффекты , которые вызывают препараты :

слабость;
головная боль;
нарушение сознания;
диспепсия;
тошнота;
снижение артериального давления;
дрожание рук;
высыпания на коже.

При передозировке таким лекарством могут проявляться: коллапс, отек Квинке, анафилактический шок. Не рекомендуется употреблять эту аминокислоту больным бронхиальной астмой, артериальной гипертензией и органическими заболеваниями ЦНС.

Гистидин : вещество в спорте

Доказано, что гистидин принимает участие в синтезе белков. Поэтому мышцы растут и становятся крепкими, что немаловажно для спортсменов. Кроме того вызывает увеличение секреции соматотропина, который стимулирует рост хрящей, костей и мышц.

Также гистидин как вещество в спорте ценится, поскольку из него в организме синтезируется L-карнозин. Как известно, это сильный антиоксидант, который содержится в мозге и мышцах. Он повышает выносливость, предотвращая накопление продуктов распада. В частности, нейтрализует кислоту, которая вырабатывается во время интенсивного мышечного напряжения.

Помимо этого включают в различные спортивные пищевые добавки , которые применяются для роста мышц и восстановления после травм. Замечено, что он особенно эффективен при совместном приеме с бета-аланином, так усиливается взаимное действие аминокислот. Если употреблять в таком виде, можно улучшить результаты, как в силовых видах спорта, так и в легкой атлетике.

Данное вещество входит в состав витаминного комплекса «Леветон Форте». Этот препарат создан на основе трав и продуктов пчеловодства, помогает повысить выносливость и работоспособность.

Гистидин в медицине:
огромные перспективы

Благодаря своим многочисленным свойствам гистидин в медицине сегодня применяется повсеместно. Поскольку он входит в состав многих ферментов, то благотворно воздействует на печень. Также считается хорошим средством для лечения гепатита, помогает при артрите, крапивнице. Вот почему данное вещество является компонентом многих лекарств. В частности, гидрохлорид гистидина назначают как средство против язвенной болезни желудка и гепатита. Нередко аминокислота применяется как один из компонентов комплексного лечения атеросклероза.

В 1976 году советские ученые В.С. Якушев и Р. И. Лившиц провели ряд экспериментов на животных, в ходе которых установили, что ограничивает образование малонового диальдегида в тканях при экспериментальном инфаркте миокарда. Все это делает его перспективным для лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

Стоит сказать, что перспективы у гистидина в медицине весьма значительные. В одном из недавних исследований ученые выяснили, что гистидин хорошо сочетается с . Медики уверены, что такая комбинация — прекрасное лекарство против ОРВИ и других простудных заболеваний. После ряда экспериментов выяснилось, что пациенты, принимавшие гистидин с цинком , выздоравливали намного быстрее. Стоит отметить, что данный микроэлемент улучшает усвоение аминокислоты. В свою очередь гистидин переносит цинк в клетки, повышая их работоспособность.

Также вещество применяется при радиационном воздействии и для выведения тяжелых металлов, используется как средство для лечения СПИДа. Помимо этого гистидин зарекомендовал себя в качестве лекарства от заболеваний почек.

В каких продуктах
содержится гистидин

Поскольку это , нам нужно получать ее постоянно. Восполнить запас этой аминокислоты в организме нетрудно, но далеко не все знают, в каких продуктах содержится гистидин . Назовем источники аминокислоты в пище животного происхождения:

говядина;
курица;
рыба (лососевые, скумбрия, палтус);
молочные продукты (йогурт, сметана);

В значительных количествах содержат это вещество и многие растительные продукты:

арахис;
чечевица;
соевые бобы;
рожь;
пшеница;
гречка;
цветная капуста;
картофель;
грибы;
бананы;
дыня.

Суточная норма
аминокислоты

Чтобы знать, сколько продуктов нам употреблять в пищу, нужно знать о суточной норме аминокислоты гистидин. Итак, в день человеку необходимо 1,5-2 грамма данного вещества. Для правильного составления рациона можно пользоваться такой формулой: 10 мг аминокислоты на килограмм веса. Спортсмены, испытывающие значительные нагрузки и нуждающиеся в особой диете, могут принимать больше аминокислоты. Считается, что количество потребляемого с пищей гистидина не должно превышать 7-8 грамм в сутки. В то же время в некоторых источниках содержится информация, что терапевтическая доза данного соединения может доходить до 20 граммов.

Подводя итог нашим рассуждениям, можно сказать, что условно незаменимая аминокислота гистидин очень важна для здоровья. Кроме участия в образовании белков, она является важным компонентом многих ферментов. Также она помогает выполнять свои функции печени, иммунной системе и сердцу. Без этого «кирпичика тела» наша жизнь была бы невозможна.

Введение

Таблица 1. Общая информация о гистидине

Тривиальное название	Гистидин / Histidine
Трехбуквенный код	His
Однобуквенный код	H
Название по IUPAC	L-α-амино-β-имидазолилпропионовая кислота
Структурная формула
Брутто-формула	C₆H₉N₃O₂
Молярная масса	155,16 г/моль
Химические характеристики	гидрофильный, протонируемый, ароматический
PubChem CID	6274
Заменимость	Незаменимая
Кодируется	CAU и CAC

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 .

Биохимия

Рисунок 1.

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.

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 .

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.

Болезни :
- гистидинемия.

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

Физико-химические свойства

Рисунок 3.

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 рК a1 =1,82, протонированная аминогруппа амидазола — рК a2 = 6,00, а остовная протонированная аминогруппа — рК a3 =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 рК a .
Для гистидина: рI= ½ *c(рК a2 + рК a3) = ½ * (6,00 + 9,17) = 7,58 .

Рисунок 4.

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

Белок-белковые контакты

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, 198 и 199)(после нажатия "Запустить")
3) общий вид остовной водородной связи на примере гистидина и валина (PDB ID:1W4S, 974:A и 964:A) (после нажатия "Продолжить")
4) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5EC4, 119 и 100) (здесь и далее после следующих нажатий "Продолжить")
5) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5EC4, 93 и 72)
6) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5HBS, 48 и 63)
7) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5HBS, 137 и 135)
8) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:5E9N, 219 и 284)
9) водородная связь с участием боковой цепи (PDB ID:3X2M, 112 и 14)
10) солевой мостик (PDB ID:1us0, 240 и 284)
11) солевой мостик (PDB ID:1US0, 187 и 185)
12) возможное стэкинг-взаимодействие (PDB ID:5E9N, 137 и 7)
13) возможное стэкинг-взаимодействие (PDB ID:5E9N, 10 и 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 .

Факторы, регулирующие белок-белковые взаимодействия:

ДНК-белковые контакты

Рисунок 5. Взаимодействие гистидина и ДНК (PDB ID: 5B24, 31:G.NE2 и 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).

Примечания и источники:

Работа выполнялась вместе с Тепловой Анастасией //
Гистидин // LifeBio.wiki.
Компьютерные исследования и моделирование, 2013, Т. 5 No 1 С. 47−64 // С.С.Хрущевa, А.М.Абатурова и другие // Моделирование белок-белковых взаимодействий с применением программного комплекса многочастичной броуновской динамики ProKSim.
Белок-белковые взаимодействия // Wikipedia.
Нуклеопротеиды //

Каждый из нас хоть раз в жизни задумывался о своём питании. Вот, например, какая суточная норма различных необходимых организму веществ поступает к нам с пищей? Какие аминокислоты нам нужны и для чего? Сегодня мы, конечно, не будем говорить о правильном питании в целом, так как для этого мало одной и даже десятка статей. Расскажем лишь об одном веществе, которое, несомненно, очень важно для организма. гистидин. Химическое название ее звучит сложно - L-2-амино-3-(1H-имидазол-4-ил) Но обо всём по порядку.

Что такое аминокислота?

Прежде чем обсуждать свойства гистидина и его роль в организме, разберёмся с понятием "аминокислота". Те, кто увлекался спортом, слышали об этих веществах. Аминокислота представляет собой органическое соединение, имеющее две основные функциональные группы, делающие её особенной: это аминогруппа -NH 2 и так называемая карбоксильная группа -COOH.

Первая отвечает за основные свойства этого необычного класса соединений. Благодаря азоту и его паре электронов аминокислота может образовывать положительно заряженные ионы. При этом аминогруппа превращается вот в такой ион: -NH 3 + .

Вторая функциональная группа отвечает за Она способна отдавать протон, превращаясь в анион -COO - . Такое явление даёт возможность образовывать соли со стороны карбоксильной группы.

Таким образом, аминокислота имеет две части, каждая из которых способна образовать соли. Одна из них обеспечивает этим соединениям свойства кислот, а другая - оснований. В общем виде аминокислоту можно представить так: NH 2 -CH(R)-COOH. Букву R здесь следует понимать как "радикал", то есть какую-либо органическую частицу, состоящую из функциональных групп и углеродного скелета и способную образовать связь (или связи) с основой молекулы аминокислоты.

Как правило, даже те, кто не знаком с фармакологией и не увлекался спортом, хоть раз слышали, хотя бы из рекламы, что аминокислоты нам нужны и очень полезны. Давайте разберёмся, какие функции они выполняют в организме и зачем нужно получать их в необходимой норме из пищи.

в организме

Как известно, все мы состоим из белков, жиров и углеводов. И их же мы потребляем в пищу для поддержания своей жизнеспособности. Но в теме данной статьи нам интересны лишь белки. Это огромные молекулы, выполняющие совершенно разные и очень важные функции в нашем организме: транспорт веществ, создание новых клеток, усиление связей между нейронами мозга.

Заговорили о белках мы не просто так. Дело в том, что все такие вещества состоят из аминокислот, в число которых входит и гистидин. Формула даже самого простого белка насчитывает по крайней мере десяток аминокислот, соединённых в полипептидную цепь. Каждый из них имеет своё строение и форму, которая позволяет ему выполнять ту функцию, ради которой он и был создан природой.

Гистидин

Формула любой аминокислоты включает, как мы уже выяснили, как минимум две функциональные группы и углеродный скелет, соединяющий их. Именно поэтому различие между всеми аминокислотами (которых, кстати, найдено уже несколько миллионов) состоит в длине углеродного мостика между двумя группами и в структуре радикала, присоединённого к нему.

Тема нашей статьи - это одна из аминокислот - гистидин. Формула этой незаменимой кислоты непростая. В главной углеродной цепи между двумя функциональными группами мы видим всего один атом углерода. На самом деле у всех незаменимых протеиногенных (способных создавать белки) аминокислот также всего один атом углерода в этой цепи. Кроме того, гистидин имеет сложную структуру радикала, включающую цикл. Выше вы можете увидеть, что представляет собой гистидин. особенность которой заключается в гетероцикле (включение каких-либо других атомов, кроме углерода), на самом деле представляет далеко не самое сложное вещество.

Итак, раз мы разобрали основные понятия, перейдём к реакциям, которые можно осуществить, имея при себе гистидин.

Химические свойства

Реакции, в которые вступает эта аминокислота, весьма немногочисленны. Кроме реакций с кислотами и основаниями, она вступает в биуретовую реакцию, образуя окрашенные продукты. Кроме того, гистидин, формула которого включает остатки имидазола, может взаимодействовать с сульфаниловой кислотой в реакции Паули.