§1.Descoperirea prolinei

L-Prolina (acidul pirolidin-2-carboxilic) a fost izolată pentru prima dată în anul 1901 de către E.Fischer din hidrolizate de cazeină sub formă de L-prolină și DL-Prolină.

Se cunosc mai multe tipuri de aminoacizi cu structură heterociclică și anume:iminoacizi sau pirolidinici,aminoacizi imidazolici si idolici.Aminoacizii din grupa iminoacizilor conțin gruparea (˃NH) în locul celei aminice și au o structură pirolidinică.Din această grupă pace parte prolina și hidroxiprolina.Se află în produșii de hidroliză ai proteinelor.

Prolina este un iminoacid cu caracter amfoter,ce se găsește atît în proteinele animale (în cazeină 10%,în gelatină 14%,în ovalbumină 4%) cît și în cele vegetale (în gliadină 12 %,în zeină 9%). În organismul animal,prolina se poate forma fie din acid glutamic,fie din arginină,respectiv ornitină.

§2.Proprietă ile prolineiț

2.1.Proprietă i fiziceț

Prolina se prezintă sub formă de ace fine foarte solubile în apă și alcool,insolubile în eter.*Structura ciclică distinctivă a lanţului lateral al prolinei este asigurată de coloana vertebrală φ unghiul diedru la aproximativ -75 °, oferind o rigiditate excepţională a prolinei ,comparativ cu alti aminoacizi. Prin urmare, prolina se pierde mai puţin conform entropiei ,ceea ce poate fi responsabil pentru prevalența sa mai mare în proteinele organismelor termofile. Prolina este, de asemenea, frecvent întîlnită în transformări , care pot fi responsabile de faptul curios că prolina este, de obicei cu solvent expus, în ciuda faptului că are un sistem complet alifatic lanţului lateral. Deoarece nu dispune de o bază de hidrogen prolina grupul amidăal acesteia nu poate acţiona ca o legătură de hidrogen donator, doar ca o legătură de hidrogen-acceptor. 

Prolina multiplă şi hidroxiprolina într-un rând pot crea o spirală poliprolinică , în care predomină structura secundară în colagen.

Secvenţe de prolină şi acid 2-aminoisobutiric de formă AIB, de asemenea,au o structură spiralată.

3

2.2.Proprietă i chimiceț

Prolina (acidul α-pirolidincarboxilic) este un derivat de tetrahidropirol:

Ea se sintetizează ușor din alți aminoacizi,cum ar fi:ornitina,glutamina,citrulina:

Glutamina,prin pierderea unei grupări aminice,se transformă în acid pirolidoncarboxilic,care,prin reducere,trece în prolină:

Citrulina,prin ciclizare și scindare,formează prolină:

Prolina este un aminoacid neesențial.Prin oxidarea și deschiderea ciclului pirolic,prolina se transformă în acid glutamic:

4

Unul din derivații mai importanți ai prolinei este reprezentat de stahidrină;hidroliza acesteia duce la acidul higric,care,la rîndul său,generează higrina,un alcaloid cu acțiune puternică fiziologică:

*O proprietate particulară a L-Prolinei este solubilitatea ei în alcool,proprietate caracteristică și proteinelor care conțin prolină în cantități mari.Astfel prolaminele sunt proteine cu caracter acid,insolubile în apă,în soluții neutre ale electroliților salini,în alcoolul absolut.Sunt ușor solubile în soluții apoase alcaline și acide,de asemenea în alcool 70%.Conțin proporții mari de acid glutamic,aspartic și prolină ceea ce le oferă caracter acid.

§3.Biosinteza prolinei

Prolina este  derivată biosintezic din aminoacizi L - glutamat şi precursorul său imediat este acidul imino (S)-1-pirolin-5-carboxilat    (P5C). Enzimele implicate într-o biosinteza tipic includ: 

1. Glutamat 5-kinazei  , glutamatul 1-kinazei (ATP-dependente)

2. Glutamat dehidrogenat  (necesită NADH sau NADPH)

3. Pirolin-5-carboxilat reductant  (necesită NADH sau NADPH)

Acidul glutamic este uşor convertit în prolină. În primul rând, grupul γ-carboxil se reduce la aldehidă, obţinîndu-se semialdehidă glutamată. Aldehida apoi reactionează cu grupul α-amino, eliminarea apei formează bază Schiff. Într-o etapă de reducere a doua, bază Schiff este redusă, obţinându-se prolina.

5

§3.Metabolismul prolinei

Fig. 1.Catabolismul argininei,prolinei,histidinei,glutaminei și acidului glutamic

Conform schemei (fig. 1.),toți cei cinci atomi de carbon ai prolinei se vor afla în α-cetoglutarat.

Prolina se oxidează în dihidroprolină,care,adiționînd apa se transformă în ᵧ -semialdehida

acidului glutamic.Ultimul compus se oxidează în glutamat care prin pereaminare va forma 6

α-cetaloglutaratul.

Hiperprolinemia se întîlnește în nefrite ereditare și în hematurii.În unele cazuri s-a precizat că hiperprolinemia este datorată deficienței oxidazei acidului ∆1-pirolin-5-carboxilic,derivatul ei oxidat.În urină sunt eliminate prolina,hidroxiprolina și glicina cînd concentrația prolinei în plasmă depășește 1μmol/ml.Prolinemia se datorează lipsei de prolin-oxidază hepatică și de pirolidin-5-carboxilat dehidrogenează și este însoțită de înapoiere mintală și tulburări renale.Prolina fiind un aminoacid neesențial resricțiile privind consumul de către bolnavi sunt ineficiente.

Hiperprolinemie tip I - în acest caz are loc un bloc la nivelul prolin al dehidrogenazei.Nu sunt observate tulburări în catabolismul hidroxiprolinei.Afecțiunea decurge într-o formă ușoară,fără consecințe grave pentru sănătatea individului.

Hiperprolinemia tip II - se constată un grad mai major de hiperprolinemie decît de tip I.Urina conține ∆-prolin-3-hidroxi-5-carboxilat.În acest caz e blocată dehidrogenaza ce catalizează

oxidarea ᵧ-semialdehidei acidului glutamic în glutamat.Deoarece aceeași dehidrogenază

funcționează și în catabolismul hidroxiprolinei (fig.2.) catalizînd oxidarea

ᵧ-hidroxi- ᵧ-semialdehid-L-glutamat în eritro ᵧhidroxi-L-glutamat,se dereglează nu numai

catabolismul prolinei,dar și al oxiprolinei.La heterozigoți de tipul II,comparativ cu heterozigoți de tip I,nu se depistează hiperprolinemia.

Fig.2.Intermediatele catabolismului α-hidroxiprolinei în țesuturile mamiferelor.Cifrele 1 și 2 indică locul patologiilor metabolice:1-hiperhidroxiprolinemie de tip I

2-hiperhidroxiprolinemie de tip II

7

§5.Răspîndirea

Prolina se conține în numeroase proteine,îndeosebi în colagen și gelatină (de unde a fost extrasă pentru prima oară)

Conținutul de prolină în unele proteine luat în raport cu azotul proteic:

Zeina: 9-12%Gliadina din grîu: 13,2 %Edestina din cînepă: 4,3 %Insulina: 2,7 %Proteinele musculare: 6,0 %Albumina din serul bovin: 4,75%

L-prolina este un aminoacid care este conţinut în interiorul cartilajului.

L-prolina este produsă de acidul glutamic. În timp ce organismul este capabil să producă aprovizionare proprie de prolină, aceasta poate fi, de asemenea, găsită în surse de hrană naturală de carne. 

Beneficiile prolinei au fost cunoscute despre de la începutul secolului XX.Printre beneficiile L-prolinei se numără menţinerea sănătoasă a ţesutului conjunctiv şi repararea daunelor țesutului, pielii si mușchilor. În continuare contribuie la un sistem imunitar sănătos.

Nivelurile sănătoase de vitamina C cresc eficienţa L-prolinei. Una dintre cele mai importante contribuţii a prolinei este relatia sa cu colagenul. Colagenul este găsit tot corpul, inclusiv: pielea, vasele sangvine, tendoanele, oasele, şi ochiul.Producţia necorespunzătoare de colagen este legată de tulburări genetice care duc la probleme comune şi a coloanei vertebrale.

Cînd indivizi cresc mai mari, nivelul lor natural de L-prolină poate deveni diminuat, ceea ce ar putea fi observat la persoanele mai în vârstă(ținînd cont de multe tulburări articulare). Utilizarea suplimentară de L-prolină poate ajuta la restabilirea fluidității la articulaţii.

La peparatele ce conțin prolină nu se cunosc efecte secundare, dar este înţelept pentru oricine să consulte medicii lor înainte de a adăuga suplimente de prolină la regimurile lor de zi cu zi. În plus, femeile care sunt însărcinate sau care alăptează trebuie să consulte medicii lor inainte de a adauga suplimente de prolină. 

*L-prolina joacă un rol în reducerea efectelor de ateroscleroză, o afectiune în care materialul gras, cum ar fi colesterolul ,se colectează de-a lungul pereţilor arteriali. Acest material poate îngroşa şi în cele din urmă poate bloca arterele, crescînd riscul de boli de inimă sau accident vascular cerebral. L-prolina permite pereţilor arteriali să elibereze colesterolul în fluxul sanguin, micşorînd dimensiunile blocajelor potenţiale în inimă şi vasele de sânge din jur. 

8

* L-prolina ajută corpul să descompună proteinele pentru a fi utilizate în crearea de celule musculare noi, sănătoase. Nivelul de Prolină ar putea să scadă în timpul crizelor prelungite de exerciții de anduranță, cum ar fi alergarea, ciclismul sau înotul pe distanţe lungi. În timpul exercițiilor, corpul începe să metabolizeze țesut muscular pentru energie .Prolina poate avea un efect care economisește anduranța, protejând tesutul muscular de la defalcare, ca urmare a exerciţiului.

*Deşi utilizarea L-prolinei din suplimente nutritive pot ajuta la imbunătățirea anumitor funcţii corporale, cantități mari de L-prolină pot provoca reacţii adverse. Suplimentele de L-prolină pot provoca probleme gastrointestinale, cum ar fi stomac deranjat, diaree şi greaţă. Prolina nu este recomandată pentru persoanele cu tensiune arterială scăzută, deoarece suplimentarea prolinei poate cauza scăderea tensiunii arteriale prea tare. Suplimentele de Prolină poate creşte, de asemenea, accentul pus pe ficat, prin urmare, nu este recomandat persoanelor care suferă de boli de ficat.

§6.Procedeele de identificare a prolinei

Prolina este singurul aminoacid care nu formează o culoare albastră/violetă atunci când este

stropită cu ninhidrină  în cromatografie . Prolina, în schimb, produce o culoare portocalie /

galbenă.

9