Histidin (zkratkyHis neboH) je jedna z nejběžnějších přírodníchaminokyselin přítomných v proteinech. Ve smysluvýživy je u člověka histidin považován zaesenciální aminokyselinu. Původně se myslelo, že je esenciální jen u dětí (semiesenciální), ale dlouhodobé studie ukazují, že je nezbytný i pro dospělé.[2] Jehokodóny jsou CAU a CAC.
Histidin se řadí mezi bazické aminokyseliny, vzhledem kdisociační konstantě (pKa) svéimidazolové postranní skupiny ležící v neutrálním pH je ale jeho náboj ve fyziologických podmínkách velmi citlivý na změnypH: teoreticky je pKa histidinu 6, v nižším (kyselejším) pH je tedy histidin protonovaný a nese kladný náboj, při vyšším pH není nabitý. Jeho skutečná pKa se v proteinech ovšem může pohybovat mezi pH 4–10 v závislosti na okolním prostředí.[4] Díky této vlastnosti umožňuje proteinům citlivě reagovat na změny pH, napříkladBohrův efekt (schopnosthemoglobinu uvolnitkyslík v kyselejším – odkysličeném – prostředí) je závislý právě na této vlastnosti histidinu.[5]
V proteinech se histidin často vyskytuje vaktivních centrech enzymů, místech kontaktů mezi proteiny a slouží k vazbě kovů (zinek,železo). Vzhledem k jednoduchosti, se kterou může být histidin protonovaný a deprotonovaný, slouží často jako prostředník v přenosu náboje, například v katalytických triádách tvořících centrahydroláz atransferáz, nejčastějicysteinových a serinových proteáz.[7] Dalším příkladem může být role v enzymukarbonické anhydráze, ve které jsou vaktivním místě čtyři histidiny – tři drží atomzinku, který z vody odtrhne skupinu -OH, a čtvrtý naváže zbylývodík. Na -OH skupinu se následně navážeoxid uhličitý a vzniká rozpustnýhydrogenuhličitan, v jehož podobě je oxid uhličitý přepravován krví.
Histidin je jednou z aminokyselin, které mohou býtposttranslačně modifikoványfosforylací. Toho využívá bakteriálnídvoukomponentový regulační systém složený zhistidinové kinázy, která je nejčastěji vázaná na membránu a po přijetí stimulu fosforyluje sebe sama na histidinech. Vzniká N-fosfo-L-histidin, který není příliš stabilní a fosfát je z něj přesunut na druhou komponentu systému, která je tímto aktivována. Dvoukomponentový regulační systém se vyskytuje ueukaryot jen vzácně a enzymy příbuznéhistidinovým kinázám v lidskýchmitochondriích nemají aktivitu histidinovýchkináz. Navzdory tomu jsou některé proteiny u lidí na histidinech fosforylovány, i když mechanismus ani význam těchto modifikací není dobře prozkoumaný.[8]
↑KOPPLE, JD.; SWENDSEID, ME. Evidence that histidine is an essential amino acid in normal and chronically uremic man..J Clin Invest. May 1975, roč. 55, čís. 5, s. 881–91.Dostupné online.doi:10.1172/JCI108016.PMID1123426.
↑JONES, M. E. Albrecht Kossel, a biographical sketch.Yale J Biol Med.. 1953, roč. 26, čís. 1, s. 80–97.Dostupné online.ISSN0044-0086.
↑WHITFORD, David.Proteins: Structure and Function. 1.. vyd. [s.l.]: Wiley, 2005. 542 s.Dostupné online.ISBN978-0471498940. Kapitola 2. Amino acids: the building blocks of proteins, s. 44–45. (anglicky)
↑ZHENG, G.; SCHAEFER, M.; KARPLUS, M. Hemoglobin Bohr effects: atomic origin of the histidine residue contributions..Biochemistry. Nov 2013, roč. 52, čís. 47, s. 8539–55.doi:10.1021/bi401126z.PMID24224786.
↑WANG, L.; SUN, N.; TERZYAN, S., et al. A histidine/tryptophan pi-stacking interaction stabilizes the heme-independent folding core of microsomal apocytochrome b5 relative to that of mitochondrial apocytochrome b5..Biochemistry. Nov 2006, roč. 45, čís. 46, s. 13 750 – 13 759.doi:10.1021/bi0615689.PMID17105194.
↑BARNES, Michael R.Bioinformatics for Geneticists: A Bioinformatics Primer for the Analysis of Genetic Data. [s.l.]: Wiley, 2007. 576 s.ISBN978-0470026205. Kapitola 14: Amino Acid Properties and Consequences of Substitutions, s. en. (anglicky)
↑ATTWOOD, PV. Histidine kinases from bacteria to humans..Biochem Soc Trans. Aug 2013, roč. 41, čís. 4, s. 1023–8.doi:10.1042/BST20130019.PMID23863173.
↑SCHAFFRATH, R.; ABDEL-FATTAH, W.; KLASSEN, R., et al. The diphthamide modification pathway from Saccharomyces cerevisiae - revisited..Mol Microbiol. Dec 2014, roč. 94, čís. 6, s. 1213–26.doi:10.1111/mmi.12845.PMID25352115.
↑NELSON, David L.; COX, Michael M.Lehninger Principles of Biochemistry. [s.l.]: W.H. Freeman, 2013.Dostupné online.ISBN978-1429234146. Kapitola 18: Amino Acid Oxidation and the Production of Urea. (anglicky)
