Glycin, prolin, hydroxyprolin: z jakých aminokyselin je kolagen

Krátká odpověď: kolagen je z velké části ze tří aminokyselin: glycin, prolin a hydroxyprolin tvoří dohromady 57 % jeho aminokyselin (Li a Wu, 2018). Glycin stojí zhruba na každé třetí pozici, protože řetězec kolagenu se skládá z opakujících se trojic Gly-X-Y (Ramshaw a kol., 1998). Hydroxyprolin vzniká z prolinu až v hotovém řetězci, k této přeměně je nutný vitamín C a hydroxyprolin pak drží trojšroubovici kolagenu stabilní (Peterkofsky, 1991). Po vypití kolagenního hydrolyzátu se v krvi objevují krátké peptidy s hydroxyprolinem, nejvíc Pro-Hyp (Iwai a kol., 2005).

Kolagen tvoří zhruba třetinu všech bílkovin v těle zvířat (Li a Wu, 2018), a přesto má mezi bílkovinami nezvyklé složení. Většinu jeho aminokyselin obstarávají tři: glycin, prolin a hydroxyprolin, dohromady 57 % (Li a Wu, 2018). Zbytek připadá na další aminokyseliny, mezi nimi lysin, přes který se vlákna kolagenu propojují. Přehled jejich rolí:

Řetězec kolagenu je postavený z opakujících se trojic Gly-X-Y, kde Gly je glycin a na místech X a Y stojí jiné aminokyseliny. Teoreticky je možných přes 400 různých trojic, v kolagenech se ale ve větším počtu vyskytuje jen omezená skupina z nich (Ramshaw a kol., 1998). Glycin je nejmenší aminokyselina, jeho postranní řetězec tvoří jediný atom vodíku. Tři řetězce kolagenu se stáčejí do těsné trojšroubovice a každá třetí pozice míří do jejího středu, kde je místo jen pro glycin. Proto je glycin zhruba každou třetí aminokyselinou kolagenu.

Glycin i prolin si tělo umí vyrobit samo, glycin například ze serinu nebo threoninu a prolin z argininu (Li a Wu, 2018). Kolagen ani želatina proto nejsou jediným zdrojem těchto aminokyselin.

Prolin a hydroxyprolin se někdy označují jako iminokyseliny, protože jejich dusík je součástí uzavřeného kruhu. Tento kruh dělá řetězec tužším a pomáhá mu držet tvar šroubovice. Hydroxyprolin se od prolinu liší jedinou hydroxylovou skupinou (OH). Tělo ho do kolagenu nezabudovává z jídla, vytváří ho až v hotovém řetězci z prolinu (Li a Wu, 2018).

Hydroxyprolin vzniká hlavně v kolagenu, v ostatních bílkovinách mnohem méně (Hu a kol., 2022), a proto se podle něj kolagen dobře pozná, třeba v krvi po jídle. Hydroxyprolin uvolněný při odbourávání kolagenu tělo do nového kolagenu znovu nezabuduje, téměř 90 % ho přemění na glycin (Hu a kol., 2022).

Na obsahu hydroxyprolinu závisí, kolik tepla kolagen snese. Teplota, při které se trojšroubovice rozpadá, roste s obsahem hydroxyprolinu, a hlavním, i když ne jediným faktorem je podíl trojic Gly-Pro-Hyp. Stejný princip platí pro kolageny od antarktických ryb až po červa, který žije u horkých pramenů na dně oceánu (Burjanadze, 2000). Kolagen ryb ze studených vod stojí na chladnějším konci této řady.

Proto je mořský kolagen na teplo citlivější než hovězí a patří jen do studeného nebo vlažného nápoje do 60 °C. Podrobně to vysvětlujeme v článku Proč mořský kolagen jen do 60 °C.

Při trávení se kolagen nerozloží celý až na jednotlivé aminokyseliny, část projde do krve jako krátké peptidy s hydroxyprolinem. Po požití 9,4 až 23 g želatinových hydrolyzátů z vepřové kůže, kuřecích pařátů a chrupavky stoupl v krvi dobrovolníků peptidově vázaný hydroxyprolin za 1 až 2 hodiny na 20 až 60 nmol/ml plazmy a hlavní složkou byl dipeptid Pro-Hyp (Iwai a kol., 2005).

Ve srovnání hydrolyzátů z rybích šupin, rybí kůže a vepřové kůže tvořily peptidy asi 30 % veškerého hydroxyprolinu v krvi. Některé peptidy, třeba Ala-Hyp nebo Leu-Hyp, se objevily jen po rybích hydrolyzátech, složení peptidů tedy závisí na zdroji kolagenu (Ohara a kol., 2007). Druhým častým peptidem je Hyp-Gly: našel se u čtyř z pěti dobrovolníků a enzymy lidského séra ho štěpí pomaleji než Pro-Hyp (Shigemura a kol., 2011).

Ve stejné práci Hyp-Gly v laboratoři zvýšil růst myších fibroblastů, buněk, které tvoří kolagen, víc než Pro-Hyp (Shigemura a kol., 2011). Jde o pokus na buňkách, ne o důkaz účinku u lidí. Co se s peptidy děje dál, popisujeme v článku Co se skutečně děje s kolagenem v těle.

Prolin se na hydroxyprolin mění v rodícím se řetězci kolagenu a k této reakci je nutná kyselina askorbová, tedy vitamín C. Hydroxyprolin pak trojšroubovici stabilizuje. Při dlouhodobém nedostatku vitamínu C, u kurdějí, se tvorba kolagenu narušuje (Peterkofsky, 1991). Vitamin C přispívá k normální tvorbě kolagenu pro normální funkci kůže.

Lysin je v kolagenu zastoupený méně, má ale vlastní úlohu: přes jeho postranní řetězce se molekuly kolagenu propojují příčnými vazbami. První krok tohoto propojení obstarávají enzymy lysyloxidázy, které ke své práci potřebují měď (Vallet a Ricard-Blum, 2019). Kde tyto látky najdete v jídle, ukazuje článek Potraviny bohaté na kolagen.

Jeden sáček collalloc kolagenu obsahuje 3 300 mg hydrolyzovaného mořského kolagenu typu I, II a III z ryb ze Severního moře s molekulovou hmotností okolo 500 Da. Aminokyseliny v něm pocházejí jen z kolagenu, glycin ani jiné aminokyseliny zvlášť nepřidáváme. Sáčky neobsahují vitamín C. Tekuté NANO 2.0 má v 1 ml 700 mg mořského kolagenu a 80 mg vitamínu C. Vitamin C přispívá k normální tvorbě kolagenu pro normální funkci kůže.