ヒスチジンの（His、H）は、タンパク質合成のために使用されるアミノ酸です。それは親水性分子であるため、液体媒体中にある場合、一般的にタンパク質構造の外部に向けられます。
彼らはそれを生成しないので、それは成長期の子供たちにとって必須アミノ酸と考えられています。成人ではヒスチジンの生産は少ないですが、毎日の必要量を供給するのに不十分であり、それがセミ必須アミノ酸と考えられている理由です。
アミノ酸ヒスチジンの化学構造（出典：Borb、Wikimedia Commons経由）
動物と人間にとって、ヒスチジンは必須または少なくとも半必須のアミノ酸ですが、植物、真菌、および微生物は、タンパク質に加えて、必要なヒスチジンを効率的に生成し、ヒスチジンの食事源の一部です。動物。
ヒスチジンは、ヒトにおいて非常に重要な生理学的機能を発揮します。たとえば、多くの酵素の活性中心の一部であること、成長、免疫系、神経線維におけるミエリンの形成などです。
ヒスチジン生合成は主に肝臓で行われる複雑なプロセスであり、9〜11の酵素ステップを必要とします。その分解は肝臓と皮膚で起こり、グルタミン酸の形成を経て、その後、異なる経路をたどります。
多くの食品には、肉や乳製品などの動物性タンパク質や植物性タンパク質など、ヒスチジンが豊富に含まれています。これらは、私たちの体が適切に機能するために必要な毎日のヒスチジン要件の大部分を提供します。
遺伝性の代謝または輸送の問題、または食事の摂食障害によって引き起こされるヒスチジンの欠乏または過剰は、子供と大人の両方の健康に影響を与えるいくつかの重要な問題に関連しています。ヒスチジンの十分な摂取により、ほとんどの場合、健康で健康的な生活を維持することができます。
特徴
ヒスチジンの顕著な特徴は、多くのアレルギー反応や炎症反応に積極的に関与している物質であるヒスタミンに変換できることです。
十分な冷蔵なしで環境にさらされた魚では、細菌がヒスチジンをヒスタミンに変換する可能性があるため、摂取すると食中毒を引き起こします。
このアミノ酸のもう1つの特徴は、22の既存のアミノ酸のうち、生理学的pH範囲（約7.4）でイオン化する数少ないものの1つであるため、多くの酵素の触媒部位に積極的に参加できることです。
ヘモグロビン分子では、近位ヒスチジンはヘムグループのリガンドの1つです。つまり、このアミノ酸はヘモグロビンの酸素輸送機能に関与し、このタンパク質の合成や、「筋肉ヘモグロビン」としても知られるミオグロビンの合成に不可欠です。
構造
ヒスチジンは基本的な極性親水性アミノ酸であり、動物が合成できないため、必須アミノ酸に分類されます。ただし、前述のとおり、細菌、真菌、植物によって合成されます。
成長期の子供では、ヒスチジンは絶対に必要です。成人はそれを合成できますが、これが毎日のヒスチジンのニーズを満たしているかどうかは明らかではないため、食事と一緒に摂取する必要があります。
すべてのアミノ酸と同様に、ヒスチジンはα炭素にアミノ基、カルボキシル基、水素原子、および側鎖が付いています。
このアミノ酸の側鎖は、生理学的pHでプロトン化して正電荷を獲得するイミダゾール環によって形成され、ImH +と省略された「イミダゾリウム」と呼ばれます。
ヒスチジンはリジンおよびアルギニンとともに、塩基性アミノ酸のグループを形成します。3つのうち、ヒスチジンは最も塩基性が低く、そのイミダゾール環は6に近いpHで脱プロトン化することができます。
ヒスチジンは生理学的pHでプロトンを交換できるため、プロトンの移動を伴う酵素触媒作用に参加する傾向があります。また、極性アミノ酸であるため、通常、タンパク質の外表面にあり、水性媒体中で水和できます。
特徴
酵素の活性部位の一部として
ヒスチジンは、多くのタンパク質、特に活性中心がこのアミノ酸を構造に持つ酵素の合成に必要です。それは、哺乳類のアルドラーゼの活性中心の一部であり、プロトン供与体として機能します。
これは、亜鉛とヒスチジンで構成される活性部位を持つ膵酵素であるカルボキシペプチダーゼAの活性中心にあります。解糖系酵素であるホスホグリセリン酸ムターゼには、活性中心に2つのヒスチジン残基があり、ホスホリル基のアクセプターまたはドナーとして機能します。
また、グリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、乳酸デヒドロゲナーゼ、パパイン、キモトリプシン、RNase A、ヒスチジンアンモニアリアーゼ（ヒスチダーゼ）などの酵素の活性部位にも見られます。さらに、それは酵素グルタミンシンテターゼのアロステリック阻害剤です。
その他の機能
このアミノ酸は身体にとって非常に重要です。ヒスチジンデカルボキシラーゼによるその脱炭酸は、炎症反応やアレルギー反応に関連する強力な血管拡張剤であるヒスタミンを生成し、腸内や単核食細胞系の細胞の顆粒に存在するためです。
ヒスチジンは、神経調節機能を備えた中枢神経系のニューロンによって生成されます。
それは神経線維のミエリン鞘の形成に必要であるので、それらはそれらの電気インパルスの伝達に重要な役割を果たします。
成長ホルモンや他のアミノ酸とともに、ヒスチジンは主に心血管系の組織修復メカニズムに貢献します。
いくつかの追加機能は次のとおりです。
-キレート剤として機能するため、一部の重金属の解毒に貢献します。
-放射線による損傷を防ぎます。
-赤血球と白血球の形成に参加します。
-ヘモグロビンの形成に必要です。
-炎症や可動性の欠如などの関節リウマチのいくつかの負の影響と戦うのに役立ちます。
-髪の再生、成長、性機能に重要なアミノ酸です。
カルノシン、アンセリン、ホモカルノシンは、ヒスチジンから形成されるジペプチドです。最初の2つは筋肉に含まれており、緩衝液やミオシンATPaseの活性化因子として重要な機能を持っています。
ホモカルノシンは、骨格筋のカルノシンの100倍の量が脳内で生成されます。
生合成
ヒスチジンは、リボース5-リン酸から炭素骨格を取得します。E. Coliバクテリアでは、このアミノ酸はこの化合物から11の酵素ステップを経て生成されます。
- 合成の最初のステップは、ATPからリボース5-リン酸の炭素1へのホスホリボシルの移動で構成され、5-ホスホリボシル-1-ピロリン酸（PRPP）を生成します。酵素ホスホリボシル-ピロリン酸シンテターゼ（PRPPシンテターゼ）は、この反応を触媒します。
- 次に、ピロリン酸基の炭素1からATPのN-1への移動が起こり、N1-（5'-ホスホリボシル）-ATPが生成されます。この反応を触媒する酵素はATPホスホリボシルトランスフェラーゼです。
- ホスホリボシル-ATP-ピロリン酸ヒドロキシラーゼの作用により、ATPのα、β-ピロリン酸結合が加水分解され、N1-（5'-ホスホリボシル）-AMPが形成されます。
- 酵素ホスホリボシル-AMPシクロヒドロキシラーゼは、N-1とC-6の間のプリン環を開き、リボヌクレオチドN1-（5'-ホスホリボシルホルミミノ）-5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-リボヌクレオチドが形成されます。
- 次に、PRPPに由来するリボフラノースリングが開き、異性化されてケトースになり、イソメラーゼ酵素の作用によりN1-（5'-ホスホリボシルホルミミノ）-5-アミノイミダゾール-4-カルボキサミド-1-リボヌクレオチドが形成されます。
- 酵素アミノトランスフェラーゼは、グルタミン酸に変換されるグルタミンからアミド基を転移させ、ホルミミノ結合を破壊し、それによって5-アミノイミダゾール-カルボキサミド-1-リボヌクレオチドを放出し、イミダゾールグリセロールリン酸を生成します。
- イミダゾール－グリセロールホスフェートデヒドラターゼによりイミダゾール－グリセロールホスフェートから水分子が除去され、イミダゾール－アセトールホスフェートが形成される。
- アミノ基がヒスチジノールリン酸トランスアミナーゼを介してイミダゾールアセトールリン酸に転移し、ヒスチジノールリン酸が形成されます。
- リン酸ヒスチジノールのリン酸エステル基が加水分解され、ヒスチジノールが形成されます。ヒスチジノールリン酸ホスファターゼは、この反応を触媒します。
- その後、ヒスチジノールはヒスチジノールデヒドロゲナーゼによって酸化され、ヒスチジン的に形成されます。
- ヒスチジノール脱水素酵素自体がヒスチジンを酸化し、ヒスチジンに変換します。
ヒスチジン生合成経路の最初の酵素は経路生成物によって阻害されます。つまり、ヒスチジンは経路の主要な調節メカニズムを表すATPホスホリボシルトランスフェラーゼのアロステリック阻害に参加します。
劣化
ヒスチジン、プロリン、グルタミン酸、アルギニン、グルタミンはアミノ酸であり、分解すると最終的にα-ケトグルタル酸を形成します。それらの4つは最初にグルタミン酸に変換され、アミノ基転移によりα-ケトグルタル酸が生成されます。
ヒスチジンはヒスチジナーゼを介してα-アミノ基を失い、ウロカネートになります。次に、ウロカナーゼは、ウロカネートの1位と4位を水和し、4-イミダゾロン-5-プロピオネートを形成します。その後、4-イミダゾロン-5-プロピオネートのイミノ基の加水分解が起こり、N-ホルムイミノグルタメートが形成されます。
後者の反応には、N-ホルムイミノグルタミン酸からテトラヒドロ葉酸へのホルミルの転移が含まれます。この反応の最終生成物はグルタミン酸とN5-ホルムイミノテトラヒドロ葉酸です。
Α-ケトグルタル酸は、グルタミン酸のアミノ基転移によって形成されます。Α-ケトグルタル酸はクレブス回路の中間体であり、グルコース形成の糖新生経路にも入ることができます。
グルタミン酸のアミノ基は尿素生産サイクルに入り、尿から排出されます。これらの反応はすべて肝臓で起こり、一部は皮膚で起こります。
ヒスチジンが豊富な食品
ヒスチジンの毎日の必要量は、1日あたり体重1 kgあたり約10〜11 mgです。成長期の子供では、ヒスチジンは食事から摂取しなければならない必須アミノ酸です。
他の動物では、ヒスチジンも必須アミノ酸であり、厩舎で飼育されているものは正常なヘモグロビンレベルを維持するためにヒスチジンを受けなければなりません。
ヒスチジンが豊富な食品には次のものがあります。
-牛肉、羊肉、豚肉、鶏肉、七面鳥。また、マグロ（缶詰であっても）、サケ、マス、鯛、スズキなどの魚や貝にも含まれています。
-特にパルメザンチーズ、グリュイエール、スイスチーズ、ゴーダなどの熟成チーズの牛乳とその派生物。クリーム、ホエイ、ヨーグルト、サワークリーム。
-大豆とクルミや種子などのドライフルーツ。ひまわり、カボチャ、スイカ、ゴマ、アーモンド、ピスタチオ、ピーナッツバター、チアシード。
-卵と豆または白豆。
-キノア、小麦、玄米などの全粒粉。
その摂取の利点
ヒスチジンが治療の補助として有用であり得る多くの病的状態があります。
これらの病状の中で、感染、不感症、性的不能、重金属中毒、中毒性滑膜炎、神経炎、妊娠の嘔吐、心血管疾患における関節リウマチ、動脈性高血圧（ヒスチジンの降圧効果が説明されているため）聴覚、潰瘍、貧血の。
皮膚では、消費されたヒスチジンの分解によりウロカニン酸が生成され、紫外線を吸収して皮膚を保護することができます。
健康な人によるヒスチジンの過剰摂取は急速に分解されるため、大きな変化は生じません。ただし、ヒスチジン栄養補助食品の使用は、肝臓や腎臓に重度の問題がある患者では制限する必要があります。
欠乏症
ヒスチジン欠乏症は、ヒスタミンと白血球の産生低下、フリーラジカルの蓄積、胎児の奇形や小人症による免疫反応の変化に関連しています。
ヒスチジン欠乏に関連する骨の問題、難聴、貧血も報告されています。
ハートナップ病は、小腸および腎臓の粘膜を介したヒスチジンとトリプトファンの輸送に影響を与える遺伝性疾患であり、両方のアミノ酸の欠乏を引き起こします。
最も関連する臨床症状は、日光にさらされた後の皮膚のうろこ状および赤い病変の出現、さまざまな程度の運動障害、および精神疾患のいくつかの症状です。
ヒスチジン血症は、酵素ヒスチダーゼの欠乏を特徴とする常染色体劣性疾患であり、血中および尿中のヒスチジンのレベルを上昇させます。
結果として、これらの患者は、肝臓と皮膚でヒスチジンをウロカニン酸に分解することができません。この疾患は、中程度の精神遅滞、言語障害、聴覚記憶障害を伴い、難聴はありません。
治療としてのヒスチジン摂取の制限は、臨床的改善をもたらすのに効果的ではなく、この疾患に罹患した子供に成長障害を引き起こすリスクを伴います。
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