У хворого спостерігаються часті кровотечі з внутрішніх органів, слизових оболонок. Аналіз виявив недостатність гідроксипроліну та гідроксилізину у складі колагенових волокон. Через нестачу якого вітаміну порушено в організмі пацієнта процеси гідроксилювання названих амінокислот?

Чому це правильна відповідь

Гідроксилювання проліну та лізину в складі колагену є ключовою посттрансляційною модифікацією, що відбувається в просвіті ендоплазматичного ретикулуму після включення цих амінокислот у поліпептидний ланцюг. Реакції каталізуються двома ферментами сімейства Fe²⁺/α-кетоглутарат-залежних діоксигеназ — проліл-4-гідроксилазою (утворює 4-гідроксипролін) та лізил-гідроксилазою (утворює 5-гідроксилізин). Кожен каталітичний цикл супроводжується окисним декарбоксилюванням α-кетоглутарату до сукцинату, при цьому атом кисню з O₂ включається в гідроксильну групу амінокислоти, а другий — в сукцинат. Під час реакції Fe²⁺ в активному центрі ферменту окиснюється до Fe³⁺, і для відновлення каталітичної активності необхідний аскорбат (вітамін С), який безпосередньо відновлює Fe³⁺ до Fe²⁺, сам окиснюючись до дегідроаскорбату. При дефіциті аскорбінової кислоти ферменти швидко інактивуються, гідроксилювання проліну та лізину різко зменшується, утворюється недогідроксильований протоколаген. Такий колаген не здатний формувати стабільну потрійну спіраль (через відсутність водневих зв’язків за участю 4-гідроксипроліну), погано секретується з клітини та має знижену стійкість до протеолізу. Крім того, гідроксилізин є місцем приєднання галактозил- і глюкозил-галактозил-решток та точкою початку міжмолекулярних ковалентних зшивок за участю лізилоксидази, тому його відсутність додатково послаблює колагенові волокна. Результатом є крихкість судин (особливо венул), підшкірні та внутрішньом’язові крововиливи, кровоточивість ясен, погане загоєння ран — класична картина цинги. Жоден інший з наведених вітамінів не бере участі в реакціях гідроксилювання проліну та лізину в колагені. Саме аскорбінова кислота є єдиним кофактором, дефіцит якого призводить до зниження вмісту гідроксипроліну та гідроксилізину і, як наслідок, до масивних кровотеч.