Хистидин (съкратеноHis илиH)[1] e α-аминокиселина симидазоловафункционална група. Тя е една от 20-те протеиногенни аминокиселини. Нейните кодони виРНК са CAU и CAC. Хистидинът е изолиран за първи път от германския лекарАлбрехт Косел през 1896. Хистидинът енезаменима аминокиселина както за хората, така и за други бозайници. Първоначално се е смятало, че е незаменима единствено за новородените, но по-продължителни проучвания доказват нейната необходимост и за възрастните.[2]
Имидазоловата странична верига на хистидина притежава pKa около 6, а като цяло pKa на аминокиселината е 6,5. Това означава, че при физиологични pH стойности, относително малки промени в pH могат да променят нейния среден заряд. Под pH 6, имидазоловият пръстен е протониран според изискванията науравнението на Хендерсон-Хаселбах. Протониран имидазоловият пръстен съдържа две N-H връзки и е зареден положително. Позитивният заряд е равно разпределен между двата азотни атома и може да се представи чрез две еднакво важни резонансни структури.
Имидазоловият пръстен на хистидина е ароматен при всички pH стойности.[3] Той съдържа шест π-електрона: четири от две двойни връзки и два от една свободна електронна двойка при азотен атом. Той може да влиза в π-π взаимодействия,[4] но те са усложнени вследствие на положителния заряд.[5] В нито едно състояние не поглъща светлина при 280 nm, но го прави в късатаУВ област повече от други аминокиселини.[6][7]
Имидазоловата странична верига е често срещан координационенлиганд в различниметалопротеини както и част вкаталитични центрове на някоиензими. В каталитичните триади, базичният азот на хистидина привличапротон отсерин,треонин илицистеин, превръщайки съответната аминокиселина внуклеофил. В хистидиновата протонна совалка, хистидинът взема участие в бързия транспорт на протони, осъществявайки това чрез своя базичен азотен атом, който откъсва протон и образува положително зареден метаболит. След това този метаболит предава протона и съответно положителния заряд на друга молекула – буфер, освобождавайки своя киселинен азотен атом до неговото основно базично състояние. При карбоанхидразните ензими, хистидинова протонна совалка се използва за бързо пренасяне на протони вън отцинк-свързаните водни молекули, като по този начин се възстановява активната форма на ензима.
Ензимът хистидин амоняк лиаза (хистидиназа) трансформира хистидина вамоняк иуроканова киселина. Липсата на този ензим се среща при рядкото метаболитно заболяванехистидинемия. В актинобактериите и филаментозните гъби, катоNeurospora crassa, хистидинът може да бъде превърнат доантиоксидантаерготионеин.[8]
Катаболизмът на хистидин протича през уроканат, 4-имидазолон-5-пропионат и N-формаминоглутатамат. Формиминовата група, трансферирана до тетрахидрофолата, формира глутамат, а след това α-кетоглутарат. При дефицит нафолиева киселина прехвърлянето на формиминовата групата се нарушава и N-формаминоглутатаматът се екскретира. Екскрецията му след доза от хистидин може да се използва за установяването на дефицит от фолиева киселина. Заболявания, причинени от нарушения в хистидиновия катаболизъм са хистидинемия и уроканатна ацидурия.
↑MROZEK Agnieszka, KAROLAK-WOJCIECHOWSKA Janina, KIEC-KONONOWICZ Katarzyna. Five-membered heterocycles. Part III. Aromaticity of 1,3-imidazole in 5+n hetero-bicyclic molecules //Journal of Molecular Structure 655 (3). August 2003. DOI:10.1016/S0022-2860(03)00282-5. с. 397 – 403.
↑Lijun Wang, Na Sun, Simon Terzyan, Xuejun Zhang, and, David R. Benson. A Histidine/Tryptophan π-Stacking Interaction Stabilizes the Heme-Independent Folding Core of Microsomal Apocytochrome b5 Relative to that of Mitochondrial Apocytochrome b5. Biochemistry 2006 45 (46), 13750 – 13759
↑Robert H. Blessing, Edward L. McGandy. Base stacking and hydrogen bonding in crystals of imidazolium dihydrogen orthophosphate. Journal of the American Chemical Society 1972 94 (11), 4034 – 4035.
↑Katoh R. Absorption Spectra of Imidazolium Ionic Liquids. Chemistry Letters. Vol. 36 (2007), No. 10 p.1256.
↑AR Goldfarb, LJ Saidel, E Mosovich. THE ULTRAVIOLET ABSORPTION SPECTRA OF PROTEINS. Journal of Biological Chemistry, 1951, p.397 – 404.
