Аминокислоты коллагена: глицин, пролин, гидроксипролин

Короткий ответ. Коллаген отличается от большинства белков необычным аминокислотным составом: примерно каждая третья аминокислота — глицин, очень много пролина и его «доработанной» версии — гидроксипролина. Именно это сочетание позволяет трём цепям туго свернуться в прочную тройную спираль. Гидроксипролин почти не встречается в других белках, поэтому по нему в лаборатории и измеряют содержание коллагена.

Почему состав коллагена особенный

Большинство белков содержат пёструю смесь из 20 аминокислот примерно в случайных пропорциях. Коллаген устроен иначе: его цепь — это повторяющийся мотив «глицин — X — Y», где X часто пролин, а Y — гидроксипролин. Такая регулярность не случайна: только она позволяет собрать стабильную тройную спираль, о которой речь в статье проколлаген и тропоколлаген.

Из-за этого коллаген считают «неполноценным» белком с точки зрения питания: в нём мало незаменимой аминокислоты триптофана и относительно немного некоторых других. Как источник белка для мышц он уступает, например, сывороточному. Зато он богат теми аминокислотами, которых в обычном рационе бывает мало.

Глицин — каждая третья аминокислота

Глицин — самая маленькая аминокислота, её боковая цепь это всего один атом водорода. В тройной спирали три цепи закручены так туго, что в её центре есть место только для самого компактного остатка. Поэтому глицин обязан стоять в каждой третьей позиции: будь там что-то крупнее, спираль не сомкнулась бы.

Глицин нужен организму не только для коллагена — он участвует в синтезе других веществ и работе нервной системы. Часть глицина тело производит само, но при активном синтезе коллагена (например, заживлении) потребность возрастает.

Пролин и гидроксипролин — стабилизаторы спирали

Пролин — необычная аминокислота с жёсткой кольцевой структурой, которая ограничивает изгиб цепи и задаёт ей нужную форму. Гидроксипролин — это пролин, к которому фермент присоединил гидроксильную группу уже после сборки цепи. Гидроксипролин образует дополнительные водородные связи, и именно он удерживает тройную спираль стабильной при температуре тела.

Ключевой момент: превращение пролина в гидроксипролин невозможно без витамина C. При его дефиците спираль получается нестабильной — это биохимическая суть цинги. Подробнее в материале витамин C и коллаген.

Другие важные аминокислоты

Помимо «большой тройки», в коллагене значимы:

• Лизин и гидроксилизин — участвуют в образовании поперечных сшивок между молекулами, а также служат местами присоединения сахаров. Гидроксилизин, как и гидроксипролин, образуется при участии витамина C.
• Аланин — ещё одна небольшая аминокислота, которой в коллагене заметно больше среднего.

Сшивки через (гидрокси)лизин делает фермент лизилоксидаза, которому нужна медь. Поэтому в обзорах кофакторов рядом с витамином C упоминают медь.

Примерный аминокислотный состав

Точные доли зависят от типа коллагена и метода, но ориентировочная картина для коллагена I типа такова:

Эти пропорции немного различаются между типами коллагена, но высокая доля глицина и пролина характерна для всех.

Что это значит для добавок и питания

Гидролизованный коллаген — это, по сути, набор тех самых аминокислот и коротких пептидов. При приёме он распадается в кишечнике, и организм использует глицин, пролин и другие остатки как сырьё для собственного синтеза. Но «съесть гидроксипролин» и тем самым гарантированно увеличить коллаген в коже нельзя: тело само решает, гидроксилировать ли пролин и где строить новые волокна.

Получить нужные аминокислоты можно и из обычной полноценной пищи с достаточным белком. Добавка коллагена удобна как концентрированный источник глицина и пролина, но не обладает «волшебными» свойствами по сравнению с разнообразным рационом.

Частые вопросы

Почему именно глицин стоит в каждой третьей позиции?

Потому что только самая маленькая аминокислота помещается в плотном центре тройной спирали. Любая более крупная аминокислота в этой позиции разрушила бы структуру.

Чем гидроксипролин отличается от пролина?

Гидроксипролин — это пролин с присоединённой гидроксильной группой. Он образует дополнительные связи и стабилизирует спираль, а для его образования нужен витамин C.

Полноценный ли это белок для питания?

Нет, коллаген считается неполноценным белком: в нём мало триптофана и ряда других аминокислот. Как единственный источник белка он не подходит, но богат глицином и пролином.

Можно ли получить эти аминокислоты из еды?

Да. Полноценный рацион с достаточным белком обеспечивает организм нужными аминокислотами. Добавка коллагена — лишь удобный концентрированный источник, а не незаменимый.