хемоглобин синтезът се състои от синтез на хем и синтез на глобин. И накрая, свързването на протезната група хем с четири глобина, всеки от които се образува желязо-съдържащ протеинов комплекс хемоглобин. И двете нарушения в синтеза на хем и синтеза на глобин могат олово до сериозни здраве проблеми.
Какво е синтез на хемоглобин?
хемоглобин е желязо-съдържащ протеинов комплекс, открит в червено кръв клетки. За да се разбере синтеза на хемоглобин, първо е необходимо да се знае структурата на хемоглобина. Хемоглобинът е желязо-съдържащ протеинов комплекс, който се състои от четири субединици глобин, всяка с протезна хем група. При възрастния човешки хемоглобин има както две еднакви алфа глобини, така и две идентични бета глобини като субединици. Всяка от тези субединици е прикрепена към протезна хем група, която се състои от порфирин-желязо II комплекс. По този начин, хемоглобиновият комплекс съдържа четири хем групи всяка. Всяка група хем може да комплексира кислород молекула към железа II йон в зависимост от химическата среда. В зависимост от това с колко хем групи са заредени кислород, говорим за оксихемоглобин (богат на кислород) или дезоксихемоглобин (беден на кислород). Йонът на желязо II се намира в центъра на порфириновия пръстен. Отстрани има сложна връзка с хистидиновия остатък от глобин. От другата страна, в зависимост от енергийното състояние на железния йон, an кислород молекулата може да е сложно свързана. Енергийното състояние се влияе от външните физични и химични условия поради конформационни промени на глобина.
Функция и задача
Последната стъпка в синтеза на хемоглобин е сглобяването на протезната група хем с четирите глобинови единици в железосъдържащ протеинов комплекс. Отделните компоненти се образуват от независими биосинтетични пътища. Изходни материали за порфириновия пръстен на хем групата са аминокиселината глицин и сукцинил-КоА. Сукцинил-КоА се състои от коензим А и янтарна киселина. Янтарна киселина е междинен продукт при разграждането на богатите на енергия кетонни тела като част от енергиен метаболизъм. С помощта на ензима делта-аминолевулинова киселина синтаза, делта-аминолевулинова киселина се синтезира от сукцинил-КоА и глицин. С отстраняване на една молекула от водаДва молекули делта-аминолевулинова киселина се кондензират, за да образуват пироловото производно порфобилиноген. С отстраняване of амоняк и с помощта на ензима уропорфириноген I синтетаза, четири молекули на порфобилиоген реагира, за да образува хидроксиметилбилан. Това се трансформира в уропорфириноген III с образуване на пръстени. Ензимно декарбоксилиране и дехидрогениране в митохондрии произвежда протопорфирин. С ензима ферохелатаза, железен II йон се включва в тази молекула, за да образува хем. В цитозола на клетката хемът е свързан с протеиновия глобин, за да образува железосъдържащия протеинов комплекс хемоглобин. Синтезът на отделните глобини се осъществява чрез нормална биосинтеза на протеини. Както бе споменато по-рано, възрастният хемоглобинов комплекс получава две еднакви субединици, всяка от алфа- и бета-глобините. Поради сложната си структура, готовият хемоглобин е развил способността да транспортира кислород и да го доставя до всички клетки на организма. Свързването на централното желязо с кислорода обаче не е много силно и много лесно се влияе от външни химични и физични фактори. Това дава възможност на хемоглобина както да абсорбира бързо кислорода, така и да го освободи бързо. По този начин натоварването с кислород на хемоглобина зависи, наред с други неща, от факторите PH стойност, въглероден парциално налягане на диоксид или кислород или дори температура. Тези влияещи променливи променят конформацията на глобините например, така че свързването на кислорода може да бъде засилено или отслабено чрез леки промени в енергийните и стеричните съотношения. По този начин, при ниско PH и високо въглероден диоксид парциално налягане, свързването на кислорода с железа II йон е отслабено, благоприятства освобождаването на кислород. Именно при тези условия се получава по-голям метаболитен оборот, който също има повишена нужда от кислород. Следователно системата за транспортиране на кислород е най-добре съобразена с физическите нужди чрез функцията на хемоглобина.
Болести и неразположения
Нарушения в синтеза на хемоглобин могат олово към различни заболявания. Например има редица генетични заболявания които се основават на разстройство на синтеза на хем. В този случай предшествениците на хем се натрупват в тялото, което води, наред с други неща, до изключителна чувствителност към светлина. В тези т.нар порфирии, порфирините се съхраняват в кръв съдове или дори на черен дроб. Когато са изложени на светлина, някои форми на порфирии съхранява увеличена лъчиста енергия. Когато енергията се освободи, се образуват кислородни радикали, които атакуват и унищожават откритата тъкан. Силен сърбеж и изгаряне болка развиват. Има седем форми на порфирии. Образуването на хем е осемстепенен процес, в който седем ензими са включени. Ако ензимът функционира недостатъчно, съответният предшественик се съхранява в този момент от синтеза на хема. Въз основа на симптомите, порфириите се разделят на две основни групи. Така наречените кожни порфирии се характеризират с болезненост фоточувствителност от кожа. При чернодробни порфирии, черен дроб участието преобладава при тежко коремна болка, гадене намлява повръщане. В много случаи обаче има припокриване на двата симптоматични комплекса. Порфириите често показват епизодичен ход с остри пристъпи. В зависимост от вида на порфирия, те се проявяват в внезапна болезненост кожа реакции, колики коремна болка, гадене/повръщане, червено оцветяване на урината, гърчове, неврологични дефицити или дори психози. Други нарушения на синтеза на хемоглобин се отнасят до дефектния синтез на глобин молекули поради мутации на съответните гени. Примери за това са така наречените сърповидни клетки анемия или таласемиите. В сърповидна клетка анемия, протеинът на бета-глобиновата субединица е генетично променен. На шесто място от този протеин аминокиселината глутаминова киселина се заменя с валин. При липса на кислород въпросният хемоглобин се деформира в сърповидна форма, слепва се и запушва малки кръв съдове. Това води до опасност за живота нарушения на кръвообращението. Таласемиите са група от различни малформации на хемоглобина, които водят до намалено образуване на глобинова верига на алфа или бета глобин. Най-важният симптом е тежък анемия.
