Histidine

L'histidine (abréviations IUPAC-IUBMB : His et H), du grec ancien ἱστός, ἱστίον (« mât de navire », « métier à tisser », « voile de navire »^[5])^[6], est un acide α-aminé dont l'énantiomère L est l'un des 22 acides aminés protéinogènes, l'un des 9 acides aminés essentiels et fait partie des acides aminés glucoformateur. Elle est encodée sur les ARN messagers par les codons CAU et CAC. Elle est caractérisée par la présence d'un cycle imidazole qui confère une nature basique aux résidus d'histidine dans les protéines. Son rayon de van der Waals est égal à 118 Å.

Histidine
L ou S(–)-histidine
D ou R(+)-histidine
Identification
Nom UICPA	acide 2-amino-3-(1H-imidazol-4-yl)propanoïque
Synonymes	H, His
No CAS	4998-57-6 (racémique) 71-00-1 (L) ou S(–) 351-50-8 (D) ou R(+)
No ECHA	100.000.678
No CE	200-745-3 206-513-8 (D)
No FEMA	3694
SMILES	NC(Cc1cncn1)C(=O)O PubChem, vue 3D
InChI	InChI : vue 3D InChI=1/C6H9N3O2/c7-5(6(10)11)1-4-2-8-3-9-4/h2-3,5H,1,7H2,(H,8,9)(H,10,11)
Propriétés chimiques
Formule	C6H9N3O2  [Isomères]
Masse molaire[1]	155,154 6 ± 0,006 6 g/mol C 46,45 %, H 5,85 %, N 27,08 %, O 20,62 %,
pKa	1,70 6,04 9,09
Propriétés physiques
T° fusion	287 °C
Propriétés biochimiques
Codons	CAU, CAC
pH isoélectrique	7,59[2]
Acide aminé essentiel	oui
Occurrence chez les vertébrés	2,9 %[3]
Précautions
SIMDUT[4]
Produit non contrôlé Ce produit n'est pas contrôlé selon les critères de classification du SIMDUT.
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Biosynthèse

Contrairement aux micro-organismes et aux plantes, les animaux en sont incapables de synthétiser l'histidine. Leur seul moyen de s'en procurer réside dans leur alimentation. Chez l'enfant, l'histidine est indispensable car elle intervient dans les processus de croissance biologique^[7]. Chez l'humain adulte, elle est considérée comme acide aminé semi-essentiel.

Fonction dans les protéines

L'histidine est un acide aminé qui remplit des fonctions importantes dans la structure et la fonction des protéines. Le noyau imidazole de l'histidine dispose d'un atome d'azote pouvant capter un proton, avec un pKa proche de la neutralité (pKa~6.8) et donc des conditions physiologiques. Cette propriété est cruciale pour la fonction de certaines protéines :

• elle permet à certains résidus d'histidine présents dans les sites actifs d'enzymes d'intervenir dans des réactions de transfert de proton, dans les conditions physiologiques du cytoplasme (pH~7) ;
• dans l'hémoglobine, les histidines présentes dans la protéine participent au maintien du pH sanguin en agissant comme molécule tampon.

L'azote du cycle imidazole des histidines peut également former des liaisons de coordination avec des ions métalliques comme Zn²⁺, Co²⁺, Fe²⁺ ou Ni²⁺. Ces liaisons sont importantes pour la fixation de ces ions dans des métalloprotéines, où la complexation du métal est requise pour l'activité de la protéine. On trouve par exemple une histidine comme ligand axial du fer dans la myoglobine et l'hémoglobine et deux histidines dans la complexation du zinc présent dans la collagénase, une protéase qui dégrade le collagène.

Autres rôles

Purification par chromatographie d'affinité métallique

La propriété de fixation des ions métalliques par l'histidine est à la base d'une technologie de purification des protéines recombinantes appelée chromatographie d'affinité sur ions métalliques immobilisés ((en) IMAC, pour immobilized metal affinity chromatography).

Le principe de cette méthode est le suivant : par génie génétique, on ajoute à la protéine une séquence contenant au moins six histidines consécutives (étiquette polyhistidine). Cette étiquette est capable d'interagir fortement avec des ions métalliques. On utilise cette propriété pour fixer la protéine ainsi étiquetée sur une résine chromatographique sur laquelle est chélaté un ion métallique. Après lavage des protéines non retenues, la protéine est ensuite éluée par une solution d'imidazole qui déplace la protéine de l'ion métallique par compétition.

Dérivés de l'histidine

Par méthylation de l'histidine en 1, ou en 3, on obtient des acides aminés méthylés présents dans l'urine de l'homme. Cet acide aminé également est un précurseur de la biosynthèse de l'histamine (vasodilatateur) et de la carnosine.

Présence dans le corps humain

En mesure BDC (Binary coded decimal ) un taux normal d'Histidine dans le corps est compris entre 391 et 547 selon la méthode turbidimétrique réalisée sur Olympus AU640^[8]

Propriétés chimiques et physiques

En utilisant le sel d'histidine comme exemple, une interaction anion-anion du type anion carboxylate-tétroxyde a été découverte pour la première fois^[9].