Синтез гемоглобіну - студопедія

Майже на 85% біосинтез гема відбувається в кістковому мозку і лише невелика частина - в печінці. У синтезі гема беруть участь мітохондрії і цитоплазма. Гем і глобин синтезуються окремо. Потім з'єднуються, і утворюється третинна і четвертинна структура гемоглобіну.

Синтез тетрагідропіррольних кілець починається в мітохондріях (ріс.11,12). З сукцинил-КоА конденсацією з гліцином виходить продукт, декарбоксилирование якого призводить до 5-амінолевулінату (ALA). Що відповідає за цю стадію 5-амінолевулінат-синтаза (ALA-синтаза) [1] є ключовим ферментом всього шляху. Коферментом дельта-амінолевулінатсінтази є піридоксаль-фосфат (похідне вітаміну В6). Фермент інгібується за принципом негативного зворотного зв'язку надлишком гема.

Після синтезу 5-амінолевулінат переходить з мітохондрій в цитоплазму, де дві молекули конденсуються в порфобилиноген (ріс.12,13), який вже містить пиррольное кільце [2]. Порфобіліногенсінтаза [2] відзначено зниження іонами свинцю. Тому при гострих отруєннях свинцем в крові і сечі виявляють підвищені концентрації 5-амінолевуліната.

Порфобіліногенсінтаза теж пригнічується надлишком гема.

На наступних стадіях утворюється характерна для порфирина тетрапіррольних структура. Зв'язування чотирьох молекул порфобилиногена з відщепленням NH2-груп і освітою уропорфіріноген III каталізується гідроксіметілбілан-синтазою [3]. Для утворення цього проміжного продукту необхідний другий фермент, уропорфіріноген III-синтаза [4]. Відсутність цього ферменту призводить до утворення «неправильного» ізомери - уропорфіріноген I.

Тетрапіррольних структура уропорфірінoгена III все ще істотно відрізняється від гема. Так, відсутній центральний атом заліза, а кільце містить тільки 8 замість 11 подвійних зв'язків. Крім того, кільця несуть тільки заряджені бічні ланцюга R (4 ацетатних і 4 пропіонатних залишків). Так як групи гема в білках функціонують в неполярному оточенні, необхідно, щоб полярні бічні ланцюга перетворилися в менш полярні. Спочатку чотири ацетатних залишку (R1) декарбоксилируется з утворенням метильних груп (5). Утворений копропорфіріноген III знову повертається в мітохондрії. Подальші стадії катализируются ферментами, які локалізовані на / або всередині мітохондріальної мембрани. Перш за все під дією оксидази дві

пропіонатние групи (R2) перетворюються в вінільні (6). Модифікація бічних ланцюгів закінчується утворенням протопорфіріногена IX.

На наступній стадії за рахунок окислення в молекулі створюється сполучена π-електронна система, яка надає гему характерну червоне забарвлення. При цьому витрачається 6 відновлювальних еквівалентів (7). На закінчення за допомогою спеціального ферменту, феррохелатази. в молекулу включається атом двовалентного заліза (8). Утворений таким чином гем або Fe-протопорфирин IX включається, наприклад, в гемоглобін і міоглобін, де він пов'язаний нековалентно, або в цитохром С, з яким зв'язується ковалентно.

Джерело заліза - білок феритин. У комплексі з ферритином в організмі зберігається (депонується) резерв заліза.