Histidiinin biosynteesi, interkonversio ja hajoaminen

Kun ihminen syntyy ja alkaa saada ravintoa, tulee aina histidiiniäkin kehoon.
Knko se alunperinkin essentielli ja vain vajaan aineenvaihduntansa takia ei anna havaita essentiellisyytään, mene ja tiedä.

• Umbarger HE Ann. Rev of Biochem (1978) kuvailee histidiinin biosynteesiä luonnossa näin:

Essentiellin aminohapon HISTIDIININ biosynteesi bakteerissa ja hiivassa osoittaa läheistä yhteyttä puriinien aineenvaihduntaan. Aktivoitunut yhdiste fosforibosyyli-PP reagoi ATP:n puriinirenkaan kanssa ja siinä yhteydessä rengas aukeaa. Isomerisaation tapahduttua molekyylin pilkkoutuessa vapautuu 5´P-ribosyyli-5-amino-4-imidatsoli karboxamidi (AICAR). Tämä on puriinien muodostuksen välituote ja sen voi muuttaa parilla vaiheella ATP-muotoon, jolloin ATP on taas kehkeytetty , yhdiste joka aiemmin käytettiin histidiinin biosynteesiin.
Samassa reaktioaskeleessa glutamiini (Gln, Q) antaa aminoryhmänsä jäljellä olevaan molekyyliin ja silloin tapahtuu imidatsolirenkaan sulkeutuminen. Vielä neljä lisävaihetta ja histidiini on muodostunut.
HISTIDIINI inhiboi tämän aineenvaihduntatien ensimmäistä vaihetta, ATP-fosforibosyltransferaasia.

• HISTIDIININ INTERKONVERSIO

• HISTAMIINI

Dekarboksylaatiolla muodostuu eläimissä ja ihmisessä biogeenistä aminia HISTAMIINIA. Tämä reaktio tapahtuu kudoksen MAST-soluissa, veren basofiilisoluissa ym. Mast-soluista histamiinia vapautuu nopeassa IgE- välitteisessä yliherkkyydessä, allergisessa reaktiossa. Histamiini vaikuttaa spesifisiin reseptoreihinsa. Se aiheuttaa mm keuhkopuun supistumista ja typpioksidin NO vapautumista, joka taas on vasodilatoiva tekijä.

HISTAMIINi stimuloi myös suolahapon kehittymistä mahalaukussa.
HISTAMIININ vapautuminen ja hajoaminenkin on sytokiinien tai hormonien kontrolloima tapahtuma.
HISTAMIINIA on myös nokkosenpolttamissa, ampiaisen myrkyssä, hyttysten eritteissä. Antihistamiinien kehittely on tärkeä lääketeollisuuden ala.

• KARNOSIINI (beeta- alanylhistidiini)

Karnosiinia on runsaasti lihaksissa. Se syntetisoituu ATP:stä riippuvassa reaktiossa histidiinistä ja beeta-alaniinista Jos HISTIDIININ saanti ruoasta on vajaata, niin KARNOSIINISTA käsin aineenvaihdunnallsiesti saadaan taas histidiiniä.

• 1-METYYLIKARNOSIINI eli ANSERIINI

Toinen lihaskomponentti on anseriini ja tätä esiintyy aktiinissa ja myosiinissa. Metylaatioprosessi on posttranskriptionaalinen reaktio.

• ERGOTHIONEIINI

Tätä esiintyy punasoluissa ja maksassa ja tässä on SH ryhmä imidatsolirenkaassa ja muuten se on 3metyylihistidiini Maksassa sitä on runsaammin kuin punasoluissa. Se liittyy sytoplasmiseen fraktioon sitoutumattomassa muodossa. Sitä ei ole mm aivoissa eikä plasmassa. Dieetti vaikuttaa ergotioneiinin veripitoisuuteen. Ergotioneiini ei syntetisoidu kehossa, vaan alkutekijöistä käsin, joita on mm maississa ja kaurassa.

• AIVOISSA esiintyy

1-metyylihistidiiniä
3-metyylihistidiiniä.

• HISTIDIININ HAJOAMINEN

• UROKAANIHAPPO

Histidiinin hajoaminen alkaa nonoksidatiivisella deaminaatiolla ( histidiiniammonialyaasi) ja tästä muodostuu UROKANAATTI, urokaanihappo (urocanate). ( Urokaanihapolla on trans ja cis-muotonsa) -

Tämän jälkeen tapahtuu trans-urokaanihapon hydratoituminen urokaanihappohydrataasilla, missä kaksi kaksoissidosta kovettuu ja rengas aukeaa hydrolyyttisesti. Tuote on FIGLU, formiminoglutamaatti.

FIGLU siirtää formiminoryhmänsä tetrahydrofoolihapolle THF, aktiiville foolihapolle, ja silloin muodostuu toinen aminohappo glutamaatti (Glu, E), jolla on täydelliset aineenvaihduntatiet.

Jos on folaatin puutetta, virtsaan erittyy FIGLU- muotoa eikä Formyl FH4 muodostu, mikä olisi tärkeä yhden hiilen yksikkö(-C1-) keholle.

Jos histidiini ammonia-lyaasi-entsyymi puuttuu, seuraa histidinemia.

• Erityisesti on mainittava valon vaikutus urokaanihappoon ihossa.
• Trans-urokaanihappo muuttuu fotomutageneesissä cis-urokaanihappomuotoon
• UVsäteily 270- 320 nm vaikuttaa tätä mmuutosta ja se suojaa DNA:ta koska se kattaa DNA:n absorptiospektriä. urokaanihappoa esiintyy runsaasti normaalissa ihossa ja sitä diffundoituu hikeen normaalisti.
• Sanotaan että kevään auringonottojen aloituksessa tulee olla varovainen ja ottaa vain muutamia minuuteja aurinkoa kerrallaan. Tässä varhaisessa auringonotossa alkaa urokaanihappojen fotomutageneesi tapahtua ja pienikin valotus ihoon riittää aiheuttamaan sitä. Samalla hieman tulee sävyvivahdettakin ihoon , tosin kellahtavaa ensiksi.