酸经脯氨酰羟化酶行羟基化反应后，在 γ 碳原子上键结一个（OH）基团。（此为一种转译后修饰）脯氨酰羟化酶的催化反应发生在内质网的内腔中。 虽然羟脯氨酸并不直接被纳为蛋白，但在动物组织中发现约含有4%的羟脯氨酸，其含量高于其他七种氨基酸。 羟脯氨酸是胶原蛋白的主要组成部分，羟脯氨酸和脯氨酸是影响了胶原蛋白稳定性的关键，他们促使了胶原蛋白形成螺旋状的结构。在典型的胶原蛋白的 Xaa-Yaa-Gly 三元组序列中（其中Xaa与Yaa可以是任何一种氨基酸），羟基化的脯氨酸会取代 Yaa 的位置，而产生 Xaa-