1. Czym jest prolina: wprowadzenie do proliny
Prolina jest cyklicznym iminokwasem. -iminokwas jest obojętny, ma punkt izoelektryczny 6,30, a jego rozpuszczalność w wodzie jest większa niż jakiegokolwiek aminokwasu. W temperaturze 25 stopni może rozpuścić około 162 g w 100 g wody. Łatwo się rozpływa i trudno krystalizuje, ma słodki smak. Prolinę ogrzewa się wspólnie z roztworem ninhydryny, otrzymując żółty związek. Po wejściu do łańcucha peptydowego może nastąpić hydroksylacja, tworząc 4-hydroksyprolinę, która jest ważnym składnikiem kolagenu zwierzęcego. Hydroksyprolina występuje również w różnych białkach roślinnych i bierze szczególnie udział w tworzeniu ścian komórkowych. Rośliny często wykazują znaczną akumulację proszku proliny Lactobacillus w obliczu różnych przeciwności losu, takich jak susza, wysoka temperatura, niska temperatura i zasolenie. Jest szeroko stosowany w klinikach, biomateriałach, przemyśle i tak dalej.
Prolina jest kwasem organicznym zaliczanym do aminokwasów proteinogennych (wykorzystywanych w biosyntezie białek), chociaż nie zawiera amino-NH2, lecz jest aminą drugorzędową. Azot aminy drugorzędowej występuje w postaci protonowanego NH2+ w warunkach biologicznych, podczas gdy grupa karboksylowa ma postać deprotonowanego -COO-. „Łańcuch boczny” węgla alfa jest przyłączony do azotu, tworząc pierścień pirolidynowy, co klasyfikuje go jako aminokwas alifatyczny. Jest nieistotny u ludzi, co oznacza, że organizm może go syntetyzować z nieistotnego aminokwasu L-glutaminianu. Jest kodowany przez wszystkie kodony rozpoczynające się od CC (CCU, CCC, CCA i CCG). Prolina jest drugorzędowym aminokwasem białkowym, który działa jak amina drugorzędowa, ponieważ atom azotu jest przyłączony zarówno do węgla -, jak i do łańcucha trzech atomów węgla, które razem tworzą pięcioczłonowy pierścień.
2. Czym jest prolina: biosynteza
Prolina jest biosyntetyzowana z aminokwasu L-glutaminianu. Semialdehyd glutaminianowy jest najpierw tworzony przez kinazę 5-glutaminianową (zależną od ATP) i dehydrogenazę-5-semialdehydu glutaminianowego (wymagającą NADH lub NADPH). Może następnie spontanicznie ulegać cyklizacji, tworząc kwas 1-pirolino-5-karboksylowy, który jest redukowany do proliny przez reduktazę kwasu pirolino-5-karboksylowego (przy użyciu NADH lub NADPH) lub przekształcany do ornityny przez aminotransferazę ornitynową , po której następuje cyklizacja do proliny przez deaminazę pierścienia ornitynowego.
Stwierdzono, że L-prolina działa jako słaby agonista receptorów glicyny, a także jonotropowych receptorów glutaminianu NMDA i innych niż NMDA (AMPA/kwas kainowy). Uważa się ją za potencjalną endogenną ekscytotoksynę. W roślinach akumulacja proliny jest powszechną odpowiedzią fizjologiczną na różne stresy, ale jest również częścią programu rozwojowego tkanek rozrodczych, takich jak pyłek.