Aminosyrene i figuren er bundet sammen med peptidbindinger, $\text{–}\mathrm{C}(\text{＝}\mathrm{O})\text{–}\mathrm{N}\mathrm{H}\text{–}$. Primærstrukturen er nettopp rekkefølgen av aminosyrer som er bundet sammen på denne måten. Figuren viser bare denne kovalente kjeden, ikke hvordan kjeden kveiler seg. Spiralen og trippelheliksen er sekundær- og tertiærstruktur og skyldes hydrogenbindinger, ikke kovalente bindinger.

Vi leser kjeden fra venstre mot høyre. De fire ringene er prolin og hydroksyprolin: ringen uten OH er prolin, ringene med OH er hydroksyprolin. Rekkefølgen blir

Gly – Pro – Hyp – Gly – Ala – Hyp – Gly – Val – Hyp

Aminosyrene opptrer regelmessig ved at hver tredje aminosyre er glysin. Den står på plass 1, 4 og 7. Kjeden følger altså mønsteret Gly–X–Y, der X og Y her er prolin, hydroksyprolin, alanin eller valin. Glysin har bare et hydrogenatom som sidegruppe og er den minste aminosyren. Derfor får den plass på innsiden av den tette trippelheliksen.

Det nye kirale senteret er karbonatom nummer 4 i ringen, det som får OH-gruppa. Dette karbonatomet har fire forskjellige grupper: $\mathrm{OH}$, $\mathrm{H}$, $\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\text{–}\mathrm{N}\mathrm{H}\text{–}$ den ene veien rundt ringen og $\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\text{–}\mathrm{C}\mathrm{H}(\mathrm{C}\mathrm{O}\mathrm{O}\mathrm{H})\text{–}$ den andre veien. Prolin har et kiralt senter fra før på α-karbonet (C2), men det blir ikke dannet i denne reaksjonen.

Grunnen til at bare den ene stereoisomeren blir dannet, er at reaksjonen er katalysert av enzymet prolin hydroksylase. Det aktive setet i enzymet er selv kiralt, fordi enzymet er bygd opp av L-aminosyrer. Prolinringen bindes derfor i én bestemt orientering i det aktive setet, og OH-gruppa kan bare settes inn fra én side av C4. Enzymet er stereospesifikt. Uten enzym ville vi fått like mye av begge stereoisomerene.

Snur vi oksidasjonen i oppgaven, får vi reduksjonspotensialet:

Fra spenningsrekka i vedlegget:

$\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$ er det sterkeste oksidasjonsmiddelet her, og askorbinsyre virker som reduksjonsmiddel:

Spenningen er positiv, så $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$ reagerer spontant med askorbinsyre og blir redusert til $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$. Med $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$ blir $E^{\circ }(\text{celle})=-\mathrm{0,45}\mathrm{V}-\mathrm{0,06}\mathrm{V}=-\mathrm{0,51}\mathrm{V}$, og metallisk jern er selv et reduksjonsmiddel, så ingen av dem reagerer med askorbinsyre. Askorbinsyreverdien gjelder pH lik 7 og tabellverdiene er standardverdier, men marginen på $\mathrm{0,71}\mathrm{V}$ er så stor at konklusjonen holder.

Figuren viser to kretsløp som henger sammen. I det øverste blir prolin omdannet til hydroksyprolin. Enzymet bruker ${\mathrm{O}}_2$, og samtidig blir 2-oksoglutarsyre omdannet til ravsyre og $\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2$.

I det nederste kretsløpet blir $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$ i det aktive setet oksidert til $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$. Enzymet er bare aktivt når jernet foreligger som $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$. Askorbinsyre reduserer $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$ tilbake til $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}$ og blir selv oksidert til dehydroaskorbinsyre. Det er den spontane reaksjonen vi fant i oppgave c.

Ved mangel på C-vitamin blir jernet liggende igjen som $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}$. Enzymet blir da inaktivt, og det blir dannet mindre hydroksyprolin.

OH-gruppene i hydroksyprolin danner hydrogenbindinger mellom de tre polypeptidkjedene i trippelheliksen. Mindre hydroksyprolin gir færre slike hydrogenbindinger. Trippelheliksen blir mindre stabil, og kollagenfibrene mister styrken sin. Svakt kollagen er årsaken til skjørbuk.

Glysin er amfotær og foreligger i løsningen som zwitterionet ${\mathrm{H}}_3{\mathrm{N}}^{+}\text{–}\mathrm{C}{\mathrm{H}}_2\text{–}\mathrm{C}\mathrm{O}{\mathrm{O}}^{-}$. Vi regner ut stoffmengdene:

Saltsyre er en sterk syre, og ${\mathrm{H}}^{+}$ protonerer karboksylatgruppa fullstendig:

Etter tilsetningen har vi

Dette er et korresponderende syre-base-par med $\mathrm{p}{K}_{\mathrm{a}1}=\mathrm{2,3}$, altså en buffer. Begge stoffene er i samme løsning, så vi kan bruke stoffmengdene direkte i bufferlikningen:

Forklaringen er at vi har tilsatt akkurat halvparten så mye ${\mathrm{H}}^{+}$ som det er glysin. Da blir konsentrasjonen av syre og korresponderende base like stor, og pH blir lik $\mathrm{p}{K}_{\mathrm{a}1}$. Det er her bufferen virker best.