Структура и синтез на хема

Hem е порфирин в центъра на молекулата, която съдържа железни йони Fe2 +, които влизат в структурата чрез две ковалентни и две координационни връзки. Порфирините са система от четири кондензирани пироли, имащи метиленови съединения (-СН =).

Молекулата на хемата има плоска структура. Процесът на окисляване превръща хемата в хематин, обозначен като Fe3 +.

Използване на хема

Скъпоценното камъче е простатна група не само на хемоглобин и неговите производни, но също така и миоглобин, каталаза, пероксидаза, цитохром ензим triptofanpirollazy, katalizirueschego окисляване troptofana в формилкинуренин. В съдържанието на джема има трима лидери:

• еритроцити, състоящи се от хемоглобин;
• мускулни клетки с миоглобин;
• чернодробни клетки с цитохром Р450.

В зависимост от функцията на клетките, вида на протеина варира, както и порфирина в хематовия състав. Хемоглобинът включва протопорфирин IX, а в цитохром оксидазата е формилпорфирин.

Как се образува хематологията?

Производството на протеини се извършва във всички тъкани на тялото, но най-продуктивният синтез на хема се наблюдава в два органа:

• костният мозък произвежда не-протеинов компонент за производството на хемоглобин;
• хепатоцитите произвеждат суровината за цитохром Р450.

В митохондриалната матрица пиридоксално-зависимата ензимна аминолевюлаза синтаза е катализатор за образуването на 5-аминолевулинова киселина (5-ALA). На този етап, глицинът и сукинил-СоА, продуктът на цикъла на Кребс, участват в синтеза на хема. Hem потиска тази реакция. Желязото, напротив, предизвиква реакция в ретикулоцитите с помощта на свързващ протеин. При недостиг на пиридоксал фосфат, активността на аминолевулинат синтаза намалява. Кортикостероидите, нестероидните противовъзпалителни средства, барбитуратите и сулфонамидите са стимуланти на аминолевулинат синтаза. Реакциите са причинени от повишената консумация на хема цитохром Р450 за производството на това вещество от черния дроб.

Цитоплазмата от митохондриите е 5-аминолевулинова киселина или порбибилиноген-синтаза. Този цитоплазмен ензим съдържа в допълнение към молекулата на порбибиноген още две молекули на 5-аминолевулиновата киселина. При синтеза на хема, реакцията се потиска от хеми и оловни йони. Ето защо повишено ниво на урината и кръвта на 5-аминолевулиновата киселина означава оловно отравяне.

В цитоплазмата четири молекули на порфилиногена се отстраняват от порфобилиноген деаминаза до хидроксиметилбилан. Освен молекула може да бъде превърнато в upoporfirinogen I и декарбоксилира в koproporfirinogen I. uroporphyrinogen III, получено в процеса на дехидратация използване ензим hydroxymethylbilane kosintazy молекулата.

В цитоплазмата декарбоксилирането на уропорфириногена към копропорфириноген III продължава за по-нататъшно връщане към митохондриите на клетките. Така оксидаза koproporfirinogen декарбоксилират протопорфириноген III IV молекули (O2 +, -2SO2) допълнително окисление (-6Н +) до V чрез протопорфирин оксидаза протопорфирин. Чрез въвеждане на Fe2 + в последния етап на ферохелатазния ензим в молекулата на протопорфирин V, синтезата на хеме е завършена. Желязото идва от феритин.

Характеристики на синтеза на хемоглобина

Производството на хемоглобин се състои в производството на хемоглобин и глобин:

• скъпоценни камъни се отнася до протетична група, която медиира обратимо свързване на кислород с хемоглобин;
• Глобинът е протеин, който е заобиколен и защитен от молекула на хематологията.

При синтез на хемон ферохелата ензим добавя желязо към пръстена на структурата на протопорфирин IX за производство на хема, чието ниско ниво е свързано с анемия. Дефицитът на желязо, като най-честата причина за анемия, намалява производството на хема и отново намалява нивото на хемоглобина в кръвта.

Редица лекарства и токсини директно блокират синтеза на хема, предотвратявайки ензимите да участват в неговата биосинтеза. Инхибирането на синтеза на лекарства е характерно за децата.

Образуване на глобин

Две различни вериги от глобин (всяка със собствена молекула на джема) се комбинират, за да образуват хемоглобин. Още в първата седмица на ембриогенезата алфа веригата се комбинира с гама верига. След раждането на детето сливането се извършва с бета веригата. Това е комбинация от две алфа вериги и другите две, които съставляват пълната молекула на хемоглобина.

Комбинацията от алфа и гама верига образува фетален хемоглобин. Комбинацията от две алфа и две бета вериги дава "възрастен" хемоглобин, който преобладава в кръвта в продължение на 18-24 седмици след раждането.

Комбинацията от две вериги образува димер - структура, която не транспортира ефективно кислорода. Два димера образуват тетрамер, който е функционална форма на хемоглобина. Комплекс от биофизични характеристики контролира абсорбцията на кислород от белите дробове и освобождаването му в тъканите.

Генетични механизми

Гените, кодиращи а-глобин верига, разположен на хромозома 16, вместо верига алфа - върху хромозома 11. Съответно, те са наречени "алфа глобин локус" и "бета-глобин локус". Експресиите на две групи гени са тясно балансирани за нормални функциите на еритроцитите. Нарушаването на баланса води до развитие на таласемия.

Всяка хромозома 16 има два алфа-глобинови гени, които са еднакви. Тъй като всяка клетка има две хромозоми, тогава обикновено съществуват четири от тези гени. Всеки от тях произвежда една четвърт от алфа веригите на глобин, което е необходимо за синтеза на хемоглобина.

Гените на локуса на бета-глобин локус се намират последователно, като се започне с активното вещество по време на ембрионалното развитие на мястото. Последователността е както следва: epsilon гама, делта и бета. Има две копия на гена гама на всяка хромозома 11, а останалите се намират в единични копия. Всяка клетка има два бета-глобинови гени, изразяващи количеството протеин, който съвпада точно с всеки от четирите алфа глобинови гени.

Трансформация на хемоглобина

Механизмът на балансиране на генетично ниво все още не е известен на лекарството. Значително количество фетален хемоглобин се съхранява в тялото на бебето в продължение на 7 до 8 месеца след раждането. Повечето хора имат само следи от количествата фетален хемоглобин, ако има такива, след ранна детска възраст.

Комбинацията от двете алфа и бета форми на гени нормален възрастен хемоглобин A. Delta-ген, разположени между гама и бета на хромозома 11, произвежда малко количество делта глобин при деца и възрастни - хемоглобин А2, който е по-малко от 3% протеин.

ALA съотношение

Скоростта на образуване на хема е повлияна от образуването на аминолевулинова киселина или ALA. Синтазата, която задейства този процес, се регулира по два начина:

• алостерични чрез ензимни ефектори, които се получават по време на самата реакция;
• на генетичното ниво на производството на ензими.

Синтезът на хемо и хемоглобин инхибира продукцията на аминовиливулината синтаза, образувайки отрицателна обратна връзка. Стероидни хормони, нестероидни противовъзпалителни средства, антибиотици сулфаниламиди стимулират производството на синтаза. На фона на приемането на лекарства, увеличаването на хематологията в цитохром Р450, което е важно за производството на тези съединения от черния дроб.

Фактори, които произвеждат хема

Регулирането на синтеза на хеми чрез нивото на ALK-синтазата отразява други фактори. Глюкозата забавя процеса на активност на ALK-синтазата. Количеството желязо в клетката влияе на синтеза на нивото на транслация.

МРНК има връх на върха в стартовата част на транслацията - чувствителен на желязо елемент. Намаляването на нивото на желязо синтезата спира на високо - протеинът взаимодейства с комплекс от желязо, цистеин и неорганична сяра, като по този начин постига баланс между производството на джема и АЛА.

Неизпълнение на синтеза

Нарушенията по време на синтеза на биохимията на хема се изразяват в дефицита на един от ензимите. Резултатът е развитието на порфирия. Наследствената форма на заболяването е свързана с генетични заболявания и придобитите се развиват под въздействието на токсични препарати и соли на тежки метали.

Недостатъчността на ензимите се проявява в черния дроб или в еритроцитите, което засяга определението на порфириалната група - черен дроб или еритропоетин. Болестта може да се появи в остри или хронични форми.

Нарушенията на синтеза на хемати са свързани с натрупването на междинни продукти - порфириногени, които се окисляват. Местоположението на клъстера зависи от местоположението - в еритроцитите или хепатоцитите. Нивото на натрупване на продукти служи за диагностициране на порфирия.

Токсичните порфириногени могат да причинят:

• невропсихиатрични разстройства;
• кожни лезии, дължащи се на фоточувствителност;
• нарушение на ретикулоендотелната система на черния дроб.

С излишък от порфирини урината придобива лилав нюанс. За да причини обостряне на заболяването, може да има излишък на аминолевулинат синтаза под въздействието на лекарства или производството на стероидни хормони в юношеството.

Видове порфирия

Острата интермитентна порфирия е свързана с генния дефект, който кодира деаминаза и води до натрупване на 5-ALA и порбибиноген. Симптомите са тъмна урина, пареза на дихателните мускули, сърдечна недостатъчност. Пациентът се оплаква от коремна болка, запек, повръщане. Болестта може да бъде причинена от употребата на аналгетици и антибиотици.

Вродената еритропоетична порфирия е свързана с ниска активност на уропофириноген-III-косинтаза и високо ниво на уропорфириноген-1-синтаза. Симптомите са фоточувствителност, която се проявява чрез пукнатини в кожата, синини.

Наследствената копропорфирия е свързана с недостига на копропорфириноген оксидаза, която участва в трансформацията на копопорфириноген III. Като резултат, ензимът се окислява в светлината до копопорфирин. Пациентите страдат от сърдечна недостатъчност и фоточувствителност.

Мозаичната порфирия е нарушение, при което възниква частично блокиране на ензимното превръщане на протопорфириноген до хема. Признаци - флуоресценция на урината и чувствителност към светлина.

Късна порфирия на кожата се появява с увреждане на черния дроб на фона на алкохолизма и излишното желязо. При урината се изолират големи концентрации на уропорфирини от тип I и III, което им придава розово цвят и предизвиква флуоресценция.

Еритропоетичната протопорфирия се провокира от ниската активност на ферохелатазния ензим в митохондриите - източник на желязо за синтез на хема. Симптомите са остра уртикария под въздействието на ултравиолетовите лъчи. В еритроцитите, кръвта и изпражненията има високи нива на протопорфирин IX. Незрелите ерисилоцити и кожа често флуоресцират с червена светлина.