hemoglobin syntese er sammensatt av hemsyntese og globinsyntese. Til slutt forekommer koblingen av den protesiske hemgruppen med fire globiner for å danne jern-holdig proteinkompleks hemoglobin. Begge lidelsene i hemsyntese og globinsyntese kan føre til seriøs Helse problemer.
Hva er hemoglobinsyntese?
hemoglobin er en jern-holdig proteinkompleks funnet i rødt blod celler. For å forstå hemoglobinsyntese er det først nødvendig å vite strukturen til hemoglobin. Hemoglobin er et jern-inneholdende proteinkompleks, som består av fire underenheter av globin, hver med en protesisk hemgruppe. Hos voksent humant hemoglobin er det begge to identiske alfaklobiner og to identiske beta-globiner som underenheter. Hver av disse underenhetene er knyttet til en protesisk hemgruppe, som består av et porfyrin-jern II-kompleks. Dermed inneholder et hemoglobinkompleks fire hemgrupper hver. Hver hemgruppe kan sammensette en oksygen molekyl til jern II-ionet avhengig av det kjemiske miljøet. Avhengig av hvor mange hemgrupper som er lastet med oksygen, vi snakker om oxyhemoglobin (oksygenrikt) eller deoxyhemoglobin (oksygenfattig). Jern II-ionet er plassert i midten av porfyrinringen. Til siden av det er det en kompleks binding til histidinresten av globin. Til den andre siden, avhengig av jerntilstandens energitilstand, an oksygen molekyl kan være kompleksbundet. Energitilstanden påvirkes av eksterne fysiske og kjemiske forhold på grunn av konformasjonsendringer i globinen.
Funksjon og oppgave
Det siste trinnet i hemoglobinsyntese er montering av proteshehemgruppen med de fire globinenhetene i et jernholdig proteinkompleks. De enkelte komponentene er dannet av uavhengige biosyntetiske veier. Utgangsmaterialer for porfyrinringen i hemgruppen er aminosyren glycin og succinyl-CoA. Succinyl-CoA består av koenzym A og ravsyre. Ravsyre er et mellomprodukt i nedbrytningen av energirike ketonlegemer som en del av energimetabolisme. Ved hjelp av enzymet delta-aminolevulinsyresyntase syntetiseres delta-aminolevulinsyre fra succinyl-CoA og glycin. Med eliminering av ett molekyl av VannTo molekyler av delta-aminolevulinsyre kondenserer for å danne pyrrolderivatet porfobilinogen. Med eliminering of ammoniakk og ved hjelp av enzymet uroporfyrinogen I syntetase, fire molekyler av porphobiliogen reagerer for å danne hydroksymetylbilan. Dette transformeres til uroporfyrinogen III med ringdannelse. Enzymatisk dekarboksylering og dehydrogenering i mitokondrier produserer protoporfyrin. Med enzymet ferrogelatase er et jern II-ion innlemmet i dette molekylet for å danne hem. I cytosolen i cellen er hemet knyttet til proteinet globin for å danne det jernholdige proteinkomplekset hemoglobin. Syntese av de enkelte globinene skjer via normal proteinbiosyntese. Som nevnt tidligere mottar det voksne hemoglobinkomplekset to identiske underenheter hver av alfa- og beta-globiner. På grunn av sin komplekse struktur har det ferdige hemoglobinet utviklet evnen til å transportere oksygen og tilføre det til alle celler i organismen. Imidlertid er bindingen av sentraljernet til oksygen ikke veldig sterk og påvirkes veldig lett av eksterne kjemiske og fysiske faktorer. Dette gjør at hemoglobin både kan absorbere oksygen raskt og frigjøre det raskt. Dermed avhenger oksygenbelastningen av hemoglobin blant annet av faktorene PH-verdien, karbon delvis dioksid eller oksygen, eller til og med temperatur. Disse påvirkningsvariablene endrer konformasjonen av globiner, for eksempel slik at oksygenbinding kan styrkes eller svekkes via små endringer i de energiske og steriske forholdene. Dermed ved en lav PH og en høy karbon dioksydpartialtrykk, oksygenbinding til jern II-ionet svekkes, noe som favoriserer oksygenutslipp. Det er under disse forholdene at større metabolsk omsetning oppstår, som også har økt oksygenbehov. Oksygentransportsystemet blir derfor best tilpasset fysiske behov via hemoglobinfunksjon.
Sykdommer og plager
Forstyrrelser i hemoglobinsyntese kan føre til forskjellige sykdommer. For eksempel er det en rekke genetiske sykdommer som er basert på en forstyrrelse av hemsyntese. I dette tilfellet akkumuleres heme-forløpere i kroppen, noe som blant annet fører til ekstrem lysfølsomhet. I disse såkalte porfyri, lagres porfyriner i blod fartøy eller til og med den leveren. Når det utsettes for lys, er det noen former for porfyri lagre økt strålingsenergi. Når energien frigjøres, dannes oksygenradikaler som angriper og ødelegger det eksponerte vevet. Alvorlig kløe og brenning smerte utvikle. Det er syv former for porfyri. Dannelsen av heme er en åtte-trinns prosess der syv enzymer er involvert. Hvis et enzym fungerer utilstrekkelig, lagres den respektive forløperen på dette punktet av hemsyntese. Basert på symptomene er porfyriene delt inn i to hovedgrupper. De såkalte kutane porfyriene er preget av smertefullt foto av hud. I leverporfyri, leveren involvering dominerer med alvorlig magesmerter, kvalme og oppkast. I mange tilfeller er det imidlertid overlapping av de to symptomkompleksene. Porphyrias viser ofte en episodisk kurs med akutte angrep. Avhengig av type porfyri, disse manifesterer seg plutselig smertefullt hud reaksjoner, colicky magesmerter, kvalme/oppkast, rød farge på urinen, kramper, nevrologiske underskudd eller til og med psykoser. Andre lidelser i hemoglobinsyntese refererer til mangelfull syntese av globin molekyler på grunn av mutasjoner av de tilsvarende gener. Eksempler er den såkalte sigdcellen anemi eller talassemiene. I sigdcelle anemiproteinet til beta-globin-underenheten er genetisk endret. Ved posisjon seks i dette proteinet erstattes aminosyren glutaminsyre med valin. I mangel av oksygen deformeres det aktuelle hemoglobinet til en sigdform, klumper seg sammen og tetter seg liten blod fartøy. Dette resulterer i livstruende sirkulasjonsforstyrrelser. Thalassemias er en gruppe forskjellige hemoglobin misdannelser som resulterer i redusert globinkjededannelse av alfa eller beta globin. Det viktigste symptomet er alvorlig anemi.
