Peptidyl-prolyl hydroxylase.
Vitamin C, initially identified as the factor preventing the disease known as scurvy, became very popular for its antioxidant properties. Vitamin C is an important co-substrate of a large class of enzymes, and, among other things, regulates gene expression by interacting with important transcription factors. We still do not know why humans lost the capability of synthesizing vitamin C. This event probably had evolutionary significance. Consequently, the lack of vitamin C results in the formation of non-functional collagen in blood vessels and bones, which accounts for most of the severe bone and blood vessel related symptoms. These bridges are formed by the atoms in the water we drink: oxygen and hydrogen, OH groups, which anchor the lysine and proline amino acids into the matrix of the collagen. This hydroxylation process is catalyzed by vitamin C, Rath points out. (Cancer, pp. Dr. Matthias Rath, long-time partner of Dr. Linus Pauling, identifies the need for optimal levels of vitamin C and L-Lysine as a critical factor in everything from keeping the skin from wrinkling to being free from cancer. It has recently been shown by Myllyla and his colleagues that, one molecule of vitamin C is destroyed for each H (hydrogen atom) replaced by OH (during the formation of collagen)... Vitamin C, in the critical reactions that assemble collagen in the tissues, does not serve merely as a catalyst but is destroyed.. Linus Pauling. We have come upon reasons why we require for good health so much larger amounts of vitamin C than are present in the plants we use as food... It has recently been shown by Myllyla and his colleagues that, in this service, one molecule of vitamin C is destroyed for each H replaced by OH [Myllyla et al., Ascorbate is Consumed Stoichiometrically in the Uncoupled Reactions Catalyzed by Prolyl-4-Hydroxylase and Lysyl Hydroxylase. 1. Proline is the only protein-forming amino acid with a secondary amino group. Proline is a non-essential amino acid synthesized from glutamic acid in 3 enzyme catalyzed steps. 2. Glutamate is phosphorilated on the gamma carbonyl to yield glutamyl phosphate by gamma-glutamyl to kinase. The glutamyl phosphate is reduced to glutamyl semialdehyde by gamma-glutamyl phosphate reductase. Proline specific peptdases have been found that are sensitive to the conformation of proline. Cis-trans isomerization of proline is the rate limiting step in folding of some proteins and many cyclophilins or racemases catalyze the cis-trans racemizaton of proline containing proteins. Vitamin C has also been implicated in the metabolism of cholesterol to bile acids via the enzyme cholesterol 7α-monooxygenase and in steroid metabolism in the adrenals (8, 9). Hydroxylation of aromatic drugs and carcinogens by hepatic cytochrome P450 is also enhanced by reducing agents such as vitamin C (9). The current recommended dietary allowance (RDA) for vitamin C is 60 mg/d for healthy, nonsmoking adults (6). The RDA is determined by the rate of turnover and rate of depletion of an initial body pool of 1500 mg vitamin C and an assumed absorption of ≈85% of the vitamin at usual intakes (7). Scurvy is a deadly disease that occurs in vertebrates that are unable to synthesize vitamin C when their diet does not include fresh fruit and vegetables, rich sources of the vitamin. Historically, this disease killed many sailors, who did not have such perishable foods available during their long voyages at sea. Consequently, the lack of vitamin C results in the formation of non-functional collagen in blood vessels and bones, which accounts for most of the severe bone and blood vessel related symptoms. Specific enzymes called hydroxylases are responsible for these important reactions needed to form hydroxyproline and hydroxylysine. The hydroxylase enzymes require Vitamin C and Iron as cofactors. If a patient is Vitamin C deficient, then this reaction will not occur. In the extracellular spaces, another post-translational modification takes place as the triple helical collagen molecules (Figure 1) line up and begin to form fibrils and then fibers. This step is called crosslink formation and is promoted by another specialized enzyme called lysyl oxidase (Figure 3). Proline is a glycogenic amino acid. By L-Proline oxidase in the kidney, it is ring-opened and is oxidized to form L-Glutamic acid. L-Ornithine and L-Glutamic acid are converted to L-Proline via L-Glutamic acid-gamma-semialdehyde. Proline specific peptdases have been found that are sensitive to the conformation of proline. Cis-trans isomerization of proline is the rate limiting step in folding of some proteins and many cyclophilins or racemases catalyze the cis-trans racemizaton of proline containing proteins. In 1962, through analysis of the radioactivity incorporated into collagen using a tritiated version of the amino acid proline, Stone and Meister discovered that vitamin C is used as a co-substrate by peptidyl-prolyl hydroxylase, an enzyme that catalyzes the selective modification of proline to hydroxyproline. Consequently, the lack of vitamin C results in the formation of non-functional collagen in blood vessels and bones, which accounts for most of the severe bone and blood vessel related symptoms.
http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-mystery-of-vitamin-c-14167861 http://www.back-to-eden.net/newsletter1-1_vitaminc.htm http://www.vitamincfoundation.org/collagen.html http://www.tysonnutraceuticals.com/L-Proline02.htm http://ajcn.nutrition.org/content/69/6/1086.full http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-mystery-of-vitamin-c-14167861 http://www.medscape.com/viewarticle/423231_2 http://www.tysonnutraceuticals.com/L-Proline02.htm http://www.nature.com/scitable/topicpage/the-mystery-of-vitamin-c-14167861
what enzyme catalyzes vitamin c proline
क्या एंजाइम विटामिन सी प्रोलाइन को उत्प्रेरित करता है
पेप्टिडाइल-प्रोलिल हाइड्रॉक्सिलेज़।
विटामिन सी, जिसे शुरू में स्कर्वी के रूप में जाना जाने वाला रोग को रोकने वाले कारक के रूप में पहचाना जाता था, अपने एंटीऑक्सीडेंट गुणों के लिए बहुत लोकप्रिय हो गया। विटामिन सी एंजाइमों के एक बड़े वर्ग का एक महत्वपूर्ण सह-सब्सट्रेट है, और, अन्य बातों के अलावा, महत्वपूर्ण प्रतिलेखन कारकों के साथ बातचीत करके जीन अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है। हम अभी भी नहीं जानते हैं कि मनुष्यों ने विटामिन सी को संश्लेषित करने की क्षमता क्यों खो दी। इस घटना का संभवतः विकासवादी महत्व था। नतीजतन, विटामिन सी की कमी के परिणामस्वरूप रक्त वाहिकाओं और हड्डियों में गैर-कार्यात्मक कोलेजन का निर्माण होता है, जो अधिकांश गंभीर हड्डी और रक्त वाहिका संबंधी लक्षणों के लिए जिम्मेदार होता है। ये पुल हमारे द्वारा पीने वाले पानी में परमाणुओं द्वारा बनते हैं: ऑक्सीजन और हाइड्रोजन, ओएच समूह, जो कोलेजन के मैट्रिक्स में लाइसिन और प्रोलाइन अमीनो एसिड को लंगर डालते हैं। रथ बताते हैं कि यह हाइड्रॉक्सिलेशन प्रक्रिया विटामिन सी द्वारा उत्प्रेरित होती है। लिनस पॉलिंग के लंबे समय के साथी डॉ मथियास रथ, विटामिन सी और एल-लाइसिन के इष्टतम स्तर की आवश्यकता को त्वचा को झुर्रियों से कैंसर से मुक्त रखने से लेकर हर चीज में एक महत्वपूर्ण कारक के रूप में पहचानते हैं। यह हाल ही में Myllyla और उनके सहयोगियों द्वारा दिखाया गया है कि, विटामिन सी का एक अणु प्रत्येक एच (हाइड्रोजन परमाणु) के लिए नष्ट हो जाता है जिसे OH (कोलेजन के निर्माण के दौरान) द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है ... ऊतकों में कोलेजन को इकट्ठा करने वाली महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं में विटामिन सी, केवल उत्प्रेरक के रूप में काम नहीं करता है, बल्कि नष्ट हो जाता है। लिनस पॉलिंग। हम उन कारणों पर आए हैं जिनकी आवश्यकता हमें अच्छे स्वास्थ्य के लिए इतनी अधिक मात्रा में विटामिन सी की आवश्यकता होती है, जो पौधों में मौजूद हैं जो हम भोजन के रूप में उपयोग करते हैं ... यह हाल ही में Myllyla और उनके सहयोगियों द्वारा दिखाया गया है कि, इस सेवा में, विटामिन सी का एक अणु OH द्वारा प्रतिस्थापित प्रत्येक H के लिए नष्ट हो जाता है [Myllyla एट अल। 1. प्रोलाइन एक माध्यमिक अमीनो समूह के साथ एकमात्र प्रोटीन बनाने वाला अमीनो एसिड है। प्रोलाइन एक गैर-आवश्यक अमीनो एसिड है जो ग्लूटामिक एसिड से 3 एंजाइम उत्प्रेरित चरणों में संश्लेषित होता है। 2. ग्लूटामेट को गामा कार्बोनिल पर फॉस्फोराइलेट किया जाता है ताकि गामा-ग्लूटामिल से किनेज तक ग्लूटामिल फॉस्फेट का उत्पादन किया जा सके। ग्लूटामिल फॉस्फेट को गामा-ग्लूटामिल फॉस्फेट रिडक्टेस द्वारा ग्लूटामिल सेमिएल्डिहाइड में कम किया जाता है। प्रोलाइन विशिष्ट पेप्टेडेस पाए गए हैं जो प्रोलिन के विरूपण के प्रति संवेदनशील हैं। प्रोलाइन का सिस-ट्रांस आइसोमेराइजेशन कुछ प्रोटीनों के तह में दर सीमित कदम है और कई साइक्लोफिलिन या रेसमास प्रोटीन युक्त प्रोलाइन के सीआईएस-ट्रांस रेसमिज़टन को उत्प्रेरित करते हैं। विटामिन सी को कोलेस्ट्रॉल के चयापचय में एंजाइम कोलेस्ट्रॉल 7α-monooxygenase के माध्यम से पित्त एसिड में और अधिवृक्क में स्टेरॉयड चयापचय में भी फंसाया गया है (8, 9). यकृत साइटोक्रोम P450 द्वारा सुगंधित दवाओं और कार्सिनोजेन्स के हाइड्रॉक्सिलेशन को भी विटामिन सी जैसे एजेंटों को कम करके बढ़ाया जाता है (9). विटामिन सी के लिए वर्तमान अनुशंसित आहार भत्ता (आरडीए) स्वस्थ, धूम्रपान न करने वाले वयस्कों के लिए 60 मिलीग्राम / आरडीए टर्नओवर की दर और 1500 मिलीग्राम विटामिन सी के प्रारंभिक बॉडी पूल की कमी की दर और सामान्य इंटेक पर विटामिन के ≈85% के ग्रहण अवशोषण से निर्धारित होता है (7). स्कर्वी एक घातक बीमारी है जो कशेरुकियों में होती है जो विटामिन सी को संश्लेषित करने में असमर्थ होते हैं जब उनके आहार में ताजे फल और सब्जियां, विटामिन के समृद्ध स्रोत शामिल नहीं होते हैं। ऐतिहासिक रूप से, इस बीमारी ने कई नाविकों को मार डाला, जिनके पास समुद्र में अपनी लंबी यात्राओं के दौरान ऐसे खराब होने वाले खाद्य पदार्थ उपलब्ध नहीं थे। नतीजतन, विटामिन सी की कमी के परिणामस्वरूप रक्त वाहिकाओं और हड्डियों में गैर-कार्यात्मक कोलेजन का निर्माण होता है, जो अधिकांश गंभीर हड्डी और रक्त वाहिका संबंधी लक्षणों के लिए जिम्मेदार होता है। हाइड्रॉक्सिलस नामक विशिष्ट एंजाइम हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन और हाइड्रॉक्सीलिसिन बनाने के लिए आवश्यक इन महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाओं के लिए जिम्मेदार हैं। हाइड्रॉक्सिलस एंजाइमों को कोफ़ैक्टर्स के रूप में विटामिन सी और आयरन की आवश्यकता होती है। यदि किसी रोगी को विटामिन सी की कमी है, तो यह प्रतिक्रिया नहीं होगी। बाह्य कोशिकीय रिक्त स्थान में, एक और पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन ट्रिपल पेचदार कोलेजन अणुओं (चित्रा 1) के रूप में होता है और फाइब्रिल और फिर फाइबर बनाना शुरू करता है। इस कदम को क्रॉसलिंक गठन कहा जाता है और इसे लाइसिल ऑक्सीडेज(चित्रा 3)नामक एक अन्य विशेष एंजाइम द्वारा बढ़ावा दिया जाता है। प्रोलाइन एक ग्लाइकोजेनिक अमीनो एसिड है। गुर्दे में एल-प्रोलाइन ऑक्सीडेज द्वारा, यह रिंग-ओपन होता है और एल-ग्लूटामिक एसिड बनाने के लिए ऑक्सीकरण होता है। एल-ऑर्निथिन और एल-ग्लूटामिक एसिड को एल-ग्लूटामिक एसिड-गामा-सेमिएल्डिहाइड के माध्यम से एल-प्रोलाइन में परिवर्तित किया जाता है। प्रोलाइन विशिष्ट पेप्टेडेस पाए गए हैं जो प्रोलिन के विरूपण के प्रति संवेदनशील हैं। प्रोलाइन का सिस-ट्रांस आइसोमेराइजेशन कुछ प्रोटीनों के तह में दर सीमित कदम है और कई साइक्लोफिलिन या रेसमास प्रोटीन युक्त प्रोलाइन के सीआईएस-ट्रांस रेसमिज़टन को उत्प्रेरित करते हैं। 1962 में, अमीनो एसिड प्रोलाइन के एक ट्राइटेटेड संस्करण का उपयोग करके कोलेजन में शामिल रेडियोधर्मिता के विश्लेषण के माध्यम से, स्टोन और मिस्टर ने पाया कि विटामिन सी का उपयोग पेप्टिडाइल-प्रोलिल हाइड्रॉक्सिलस द्वारा सह-सब्सट्रेट के रूप में किया जाता है, एक एंजाइम जो प्रोलाइन के चयनात्मक संशोधन को हाइड्रॉक्सीप्रोलाइन के लिए उत्प्रेरित करता है। नतीजतन, विटामिन सी की कमी के परिणामस्वरूप रक्त वाहिकाओं और हड्डियों में गैर-कार्यात्मक कोलेजन का निर्माण होता है, जो अधिकांश गंभीर हड्डी और रक्त वाहिका संबंधी लक्षणों के लिए जिम्मेदार होता है।