Читать лекция по биологии: "Метаболизм гема" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Лекция

Метаболизм гема 1. Строение и синтез гема

гем билирубин гемоглобин

Гем является простетической группой многих белков: гемоглобина, миоглобина, цитохромов митохондриальной ЦПЭ, цитохрома Р450, участвующего в микросомальном окислении. Ферменты каталаза, пероксидаза, цитохромоксидаза содержат гем в качестве кофермента. Все клетки организма имеют гемсодержащие белки, поэтому синтез гема идёт во всех клетках, за исключением эритроцитов, не имеющих, как известно, белоксинтезирующей системы.

Гем имеет тетрапиррольную структуру, т.е. состоит из 4-х замещенных пиррольных колец, соединенных между собой с помощью метиленовых мостиков. Эта структура называется порфирином (без железа). Протопорфирин, в который включено железо, называется ГЕМ. В геме гемоглобина находится протопорфирин IX, который имеет 4 метильных, 2 винильных радикала и 2 остатка пропионовой кислоты. Железо в геме находится в восстановленном состоянии (Fe+2) и связано двумя ковалентными и двумя координационными связями с атомами азота пиррольных колец. Две координационные связи идут на связь с остатками гистидина в молекулах глобина. Белковая часть Hb состоит из димеров α1b1 и α2b2.

При окислении железа гем превращается в гематин (Fe3+).

Рис. 1. Строение гема Синтез гемоглобина происходит в кроветворных органах, причем гем и глобин синтезируются по отдельности. Затем соединяются, и образуется третичная и четвертичная структура гемоглобина.

Гем синтезируется во всех тканях, но с наибольшей скоростью в костном мозге и печени. В костном мозге гем необходим для синтеза гемоглобина в ретикулоцитах, в гепатацитах - для образования цитохрома Р450.

1-образование 5-аминолевулиновой кислоты из глицина и сукцинил-КоА идёт в матриксе митохондрий, где в ЦТК образуется один из субстратов этой реакции - сукцинил-КоА. Эту реакцию катализирует пиридоксальзависимый фермент аминолевулинатсинтаза (является ключевым ферментом биосинтеза гема, кофермент - производное витамина В6, фермент ингибируется по принципу отрицательной обратной связи избытком гема). 2- из митохондрий 5-аминолевулиновая кислота поступает в цитоплазму

-соединение 2 молекул 5-аминолевулиновой кислоты в молекулу порфобилиногена (аминолевулинатдегидратаза), -дезаминирование порфобилиногена с образованием гидроксиметилбилана (порфобилиногендезаминаза),

5-ферментативное превращение гидроксиметилбилана в молекулу уропорфобилиногена III, (уропорфириноген III косинтаза)

-декарбоксилирование последнего с образованием копропорфириногена III (уропорфириногендекарбоксилаза)

7-Гидроксиметилбилан может также неферментативно превращаться в уропорфириноген I,

8-уропорфириноген I декарбоксилируется в копропорфириноген I (уропорфириногендекарбоксилаза)

9-из цитоплазмы копропорфириноген III опять поступает в митохондрии,

10-окислительние копропорфириногена III в протопорфириноген IX (копропорфириноген III оксидаза)

11-протопорфириногена IX окисляется в протопорфирин IX (копропорфириноген III оксидаза)

12-к протопорфирину IX присоединяется двухвалентное железо, образуется гем (феррохелатаза). Источник железа - белок

Похожие работы