羟脯氨酸代谢.ppt

胶原蛋白代谢障碍 与羟脯氨酸相关机理
中南大学湘雅医学院临床XXX
胶原蛋白
胶原蛋白是构成结缔组织中胶原纤维的主要成分。广泛分布于全身各种器官中,所以胶原蛋白是体内含量最多的蛋白质,约占人体蛋白质总量1/3。
是由三条肽链拧成螺旋形的纤维状蛋白质,
其包含甘氨酸,脯氨酸及羟脯氨酸,其中羟脯氨酸约占胶原蛋白的10%~13%。
胶原蛋白
体内胶原蛋白是基因表达的结果
因此任何影响转录,翻译等过程的因素都会影响到胶原蛋白的含量,但临床上常见的是胶原蛋白合成后修饰过程的异常。
如脯氨酸羟化为羟脯氨酸的过程
即羟脯氨酸在蛋白质合成过程不是原料。
而是在蛋白质修饰过程有脯氨酸羟化酶加工脯氨酸才生成的
脯氨酸羟化为羟脯氨酸的过程
关键酶为脯氨酸羟化酶,该酶的缺失会导致胶原蛋白无法合成,从而导致一系列疾病
需要分子氧、抗坏血酸(维生素C)、α-酮戊二酸和Fe2+作为催化的辅助因子。
脯氨酸羟化酶位于组织(皮肤、肝脏、肺、心和骨骼肌)的微粒体中
原理
体外实验证明,人工合成的多聚(脯一脯一甘)三螺旋的熔点是24℃,而多聚(脯一羟脯一甘)三螺旋的熔点为58℃;在维生素C缺乏的情况下,合成的胶原蛋白的熔点比正常胶原的熔点低。
说明羟脯氨酸是胶原三螺旋之间形成氢键以稳定胶原三螺旋所必需的氨基酸。
脯氨酸羟化酶的活性必须有Fe2+的存在,亚铁离子使氧(O2)激活;在脯氨酸羟化酶催化的反应中有 Fe3+一O一复合物形成,该复合物使脯氨酸羟化酶失活;而维生素 C的存在,可使 Fe3+还原为 Fe2+;因此,维生素C充当了抗氧化剂,以维持需金属离子的酶的活性。
缺乏维生素C,脯氨酸不能进行羟化,合成的胶原蛋白异常,皮肤易损伤,血管变脆而导致坏血病的发生。
羟脯氨酸
羟脯氨酸 Hyp
C5H9NO3
非人体20种氨基酸之一,
是胶原蛋白中特有的氨基酸,
其他蛋白质含量极少或不存在。
分解
羟脯氨酸+NAD→3-羟-5-羧-吡咯+NADH+H+,(羟脯氨酸脱氢酶)
3-羟-5-羧-吡咯+H2O→γ-羟谷氨酸半醛(自发)
γ-羟谷氨酸半醛+O→γ-羟谷氨酸(氧化反应)
γ-羟谷氨酸+H2O→γ-羟-a-酮戊二酸+NH3(转氨)
γ-羟-α-酮戊二酸→丙酮酸+乙醛酸(醇醛裂解作用)
丙酮酸和乙醛酸进入三羧酸循环供能

未降解的羟脯氨酸
常与寡肽结合后从肾脏清除,成为尿中Hyp的主要形式。
胶原分解后,Hyp不再参与组织中胶原合成
而是分解或随尿液排出
尿羟脯氨酸(HYP)正常值:
24小时尿羟脯氨酸排出量测定可随年龄的不同而有所差异:

1~5岁: 150~496μmol/24h (20~65mg/24h)。

6~10岁: 270~755μmol/24h (35~99mg/24h)。

11~17岁:480~1370μmol/24h (63~180mg/24h)。

18~21岁:150~420μmol/24h (20~55mg/24h)。

>21岁: 114~330μmol/24h (15~43mg/24h)。

HYP/Cr(肌酐)的正常值为:~。
HYP/Cr随年龄的增长而升高,
在绝经后骨质疏松症中 HYP/Cr明显升高。
在骨质疏松症好转过程中,HYP/Cr会逐渐下降
异常结果:
升高表示:
甲状旁腺功能亢进症、甲状腺功能亢进症、肢端肥大症、Paget综合征(畸形性骨炎)、骨软化症、转移性骨瘤、Marfan综合征、硬皮病、皮肌炎、进行性肌营养不良、重度烧伤、产后(子宫收缩期)、儿童生长期等。

需要检测的人群:
甲亢,皮肤炎,营养不良,严重烧伤的人