Hemoglobin a szintézis hemszintézisből és globinszintézisből áll. Végül a protetikus hemcsoport négy globinnal való összekapcsolódása következik be vasalófehérjetartalmú komplexet tartalmaz hemoglobin. A hemszintézis és a globinszintézis rendellenességei egyaránt vezet komolyan Egészség problémákat.
Mi a hemoglobin szintézis?
Hemoglobin egy vasalóvörösben található fehérje komplexet tartalmaz vér sejtek. A hemoglobin szintézisének megértéséhez először meg kell ismerni a hemoglobin szerkezetét. A hemoglobin egy vasaló-fehérje-komplexet tartalmaz, amely négy globin alegységből áll, mindegyik protetikus hemcsoporttal rendelkezik. A felnőtt emberi hemoglobinban két azonos alfa-globin és két azonos béta-globin van alegységként. Ezen alegységek mindegyike egy protetikus hem csoporthoz kapcsolódik, amely egy porfirin-vas II komplexből áll. Így egy hemoglobin-komplex négy-négy hemcsoportot tartalmaz. Minden hem csoport komplexet képezhet oxigén kémiai környezettől függően. Attól függően, hogy hány hemcsoport van betöltve oxigén, oxihemoglobinról (oxigénben gazdag) vagy deoxyhemoglobinról (oxigénben szegény) beszélünk. A vas-II-ion a porfiringyűrű közepén helyezkedik el. Ennek oldalán komplex kötés van a globin hisztidin-maradékához. A másik oldalra, a vasion energiaállapotától függően, egy oxigén molekula bonyolultan kötődhet. Az energiaállapotot a globin konformációs változásai miatt külső fizikai és kémiai körülmények befolyásolják.
Funkció és feladat
A hemoglobin szintézisének utolsó lépése a protetikus hem csoport és a négy globin egység összeállítása egy vasat tartalmazó fehérjekomplexumba. Az egyes komponenseket független bioszintetikus utak képezik. A hemcsoport porfiringyűrűjének kiindulási anyagai a glicin és a szukcinil-CoA aminosavak. A szukcinil-CoA koenzim A-ból és borostyánkősavból áll. A borostyánkősav az energiatartalmú ketontestek bomlásának intermedier terméke energia anyagcserét. A delta-aminolevulinsav-szintáz enzim segítségével a delta-aminolevulinsavat szintetizálják a szukcinil-CoA-ból és a glicinből. A ... val megszüntetése egy molekulája víz, Két molekulák delta-aminolevulinsav kondenzálódik, hogy a pirrol-származék porfobilinogént képezzen. A ... val megszüntetése of ammónia és az uroporfirinogén I szintetáz enzim segítségével négy molekulák porfobiliogén reakciója hidroxi-metil-bilánt képez. Ez gyűrűképződéssel uroporphyrinogen III-vá alakul át. Enzimatikus dekarboxilezés és dehidrogénezés a mitokondrium protoporfirint termel. A ferrochelatase enzimmel egy vas II ion beépül ebbe a molekulába, hogy hem képződjön. A sejt citoszoljában a hem kapcsolódik a globin fehérjéhez, hogy a vasat tartalmazó fehérje komplex hemoglobint képezzen. Az egyes globinok szintézise normális fehérje bioszintézis útján történik. Amint azt korábban említettük, a felnőtt hemoglobin komplex két, az alfa- és a béta-globin egyforma alegységet kap. Összetett felépítése miatt a kész hemoglobin kifejlesztette az oxigén szállítására és a szervezet összes sejtjére való ellátásának képességét. A központi vas oxigénhez kötődése azonban nem túl erős, és külső kémiai és fizikai tényezők nagyon könnyen befolyásolják. Ez lehetővé teszi a hemoglobin számára az oxigén gyors felszívódását és gyors felszabadítását. Így a hemoglobin oxigénterhelése többek között a PH érték tényezőitől függ, szén dioxid vagy oxigén parciális nyomás, vagy akár hőmérséklet. Ezek a befolyásoló változók megváltoztatják például a globinok konformációját, így az oxigénkötés erősödhet vagy gyengülhet az energetikai és a szterikus arány enyhe megváltoztatásával. Így alacsony PH-nál és magasnál szén dioxid parciális nyomás, az oxigén kötése a vas II ionhoz gyengül, elősegítve az oxigén felszabadulását. Ilyen körülmények között következik be nagyobb metabolikus forgalom, amelynek megnövekedett oxigénigénye is van. Az oxigénszállító rendszer tehát a hemoglobin funkció révén a legjobban megfelel a fizikai igényeknek.
Betegségek és betegségek
A hemoglobin szintézisének zavara lehet vezet különféle betegségekre.Például számos genetikai betegségek amelyek a hemszintézis zavarán alapulnak. Ebben az esetben a hem prekurzorok felhalmozódnak a testben, ami többek között rendkívüli fényérzékenységhez vezet. Ezekben az ún porfiria, a porfirinek a vér hajók vagy akár az máj. Fénynek kitéve a porfiria tárolja a megnövelt sugárzó energiát. Az energia felszabadulásakor oxigéngyökök keletkeznek, amelyek megtámadják és elpusztítják a kitett szövetet. Súlyos viszketés és égő fájdalom fejleszteni. A formának hét formája van porfiria. A hem képződése nyolc lépésből álló folyamat, amelyben hét enzimek érintettek. Ha egy enzim nem működik megfelelően, a megfelelő prekurzort a hem szintézis ezen a pontján tároljuk. A tünetek alapján a porfíriákat két fő csoportra osztják. Az úgynevezett bőrporfíriákat fájdalmas jellemzi fényérzékenység az bőr. Máj porfíria esetén máj az érintettség túlsúlyban van súlyos hasi fájdalom, hányinger és a hányás. Sok esetben azonban átfedés van a két tünetegyüttes között. A porfíriák gyakran epizodikus lefolyást mutatnak, akut rohamokkal. Típusától függően porfíria, ezek hirtelen fájdalmasan jelentkeznek bőr reakciók, kócos hasi fájdalom, hányinger/hányás, vörös színű vizelet, görcsrohamok, neurológiai hiányosságok vagy akár pszichózisok. A hemoglobinszintézis egyéb rendellenességei a globin hibás szintézisére utalnak molekulák a megfelelő gének mutációi miatt. Ilyen például az úgynevezett sarlósejt vérszegénység vagy a thalassemiák. Sarlósejtben vérszegénység, a béta-globin alegység fehérje genetikailag megváltozott. Ennek a fehérjének a hatodik helyén a glutaminsav aminosavat valinnal helyettesítik. Oxigén hiányában a szóban forgó hemoglobin sarló alakúra deformálódik, összetapad és eltömődik vér hajók. Ez életveszélyes keringési rendellenességek. A thalassemiák a különböző hemoglobin-rendellenességek csoportja, amelyek az alfa- vagy a béta-globin globinlánc-képződésének csökkenését eredményezik. A legfontosabb tünet súlyos vérszegénység.
