hemoglobín syntéza sa skladá zo syntézy hemu a syntézy globínu. Nakoniec dôjde k spojeniu skupiny protetických hémov so štyrmi globínmi, z ktorých každý vznikne železo-obsahujúci proteínový komplex hemoglobín. Poruchy syntézy hemu aj globínu môžu viesť vážne zdravie problémy.
Čo je to syntéza hemoglobínu?
hemoglobín je železo-obsahujúci proteínový komplex nachádzajúci sa v červenej farbe krv bunky. Aby sme pochopili syntézu hemoglobínu, je potrebné najskôr poznať štruktúru hemoglobínu. Hemoglobín je železo-obsahujúci proteínový komplex, ktorý sa skladá zo štyroch podjednotiek globínu, každá s protetickou hemovou skupinou. V dospelom ľudskom hemoglobíne existujú ako podjednotky dva identické alfa globíny a dva rovnaké beta globíny. Každá z týchto podjednotiek je pripojená k protetickej hemovej skupine, ktorú tvorí komplex porfyrín-železo II. Komplex hemoglobínu teda obsahuje každá štyri hemové skupiny. Každá skupina hémov môže tvoriť komplex kyslík molekuly na ión železa II v závislosti od chemického prostredia. Podľa toho, koľko hemových skupín je nabitých kyslík, hovoríme o oxyhemoglobíne (bohatom na kyslík) alebo deoxyhemoglobíne (chudobnom na kyslík). Ión železa II je umiestnený v strede porfyrínového kruhu. Na jeho strane je komplexná väzba na histidínový zvyšok globínu. Na druhú stranu, v závislosti od energetického stavu železného iónu, an kyslík molekula môže byť viazaná komplexne. Energetický stav je ovplyvnený vonkajšími fyzikálnymi a chemickými podmienkami v dôsledku konformačných zmien globínu.
Funkcia a úloha
Posledným krokom v syntéze hemoglobínu je zostavenie protetickej hemovej skupiny so štyrmi globínovými jednotkami do proteínového komplexu obsahujúceho železo. Jednotlivé zložky sú tvorené nezávislými biosyntetickými dráhami. Východiskové materiály pre porfyrínový kruh hemovej skupiny sú aminokyselina glycín a sukcinyl-CoA. Sukcinyl-CoA sa skladá z koenzýmu A a kyseliny jantárovej. Kyselina jantárová je medziproduktom pri odbúravaní energeticky bohatých ketolátok energetický metabolizmus. Pomocou enzýmu syntázy kyseliny delta-aminolevulínovej sa kyselina delta-aminolevulínová syntetizuje zo sukcinyl-CoA a glycínu. Vďaka eliminácia jednej molekuly voda, Dva molekuly kyseliny delta-aminolevulínovej kondenzuje za vzniku pyrolového derivátu porfobilinogénu. Vďaka eliminácia of amoniak a pomocou enzýmu uroporfyrinogén I syntetázy štyri molekuly porfobiliogénu reaguje za vzniku hydroxymetylbilanu. Ten sa za tvorby kruhu transformuje na uroporfyrinogén III. Enzymatická dekarboxylácia a dehydrogenácia v mitochondrie produkuje protoporfyrín. S enzýmom ferochelatázou je do tejto molekuly zabudovaný ión železa II za vzniku hemu. V cytosóle bunky je hem spojený s bielkovinou globínom za vzniku proteínového komplexu hemoglobínu obsahujúceho železo. Syntéza jednotlivých globínov sa uskutočňuje prostredníctvom normálnej biosyntézy bielkovín. Ako už bolo spomenuté, dospelý hemoglobínový komplex dostáva dve identické podjednotky, každá z alfa- a beta-globínov. Vďaka svojej zložitej štruktúre si hotový hemoglobín vyvinul schopnosť transportovať kyslík a dodávať ho do všetkých buniek organizmu. Väzba centrálneho železa na kyslík však nie je príliš silná a je veľmi ľahko ovplyvniteľná vonkajšími chemickými a fyzikálnymi faktormi. To umožňuje hemoglobínu jednak rýchlo absorbovať kyslík, jednak ho rýchlo uvoľňovať. Kyslíková náplň hemoglobínu teda závisí okrem iného od faktorov hodnota PH, uhlík parciálny tlak oxidu alebo kyslíka alebo dokonca teplota. Tieto ovplyvňujúce premenné menia napríklad konformáciu globínov, takže väzba kyslíka môže byť posilnená alebo oslabená miernymi zmenami v energetickom a stérickom pomere. Teda pri nízkej PH a vysokej uhlík parciálny tlak oxidu uhličitého, väzba kyslíka na ión železa II je oslabená, čo podporuje uvoľňovanie kyslíka. Za týchto podmienok dochádza k väčšiemu metabolickému obratu, ktorý má tiež zvýšenú potrebu kyslíka. Systém prenosu kyslíka je preto najlepšie prispôsobený fyzickým potrebám pomocou funkcie hemoglobínu.
Choroby a choroby
Poruchy syntézy hemoglobínu môžu viesť na rôzne choroby. Napríklad existuje celá rada genetické choroby ktoré sú založené na poruche syntézy hemu. V takom prípade sa v tele hromadia prekurzory hemu, čo vedie okrem iného k extrémnej citlivosti na svetlo. V týchto tzv porfýria, porfyríny sa skladujú v krv plavidlá alebo dokonca pečeň. Pri vystavení svetlu niektoré formy porfýria ukladať zvýšenú sálavú energiu. Po uvoľnení energie sa tvoria kyslíkové radikály, ktoré napádajú a ničia exponované tkanivo. Silné svrbenie a horiace bolesť rozvíjať. Existuje sedem foriem porfýria. Tvorba hemu je osemstupňový proces, v ktorom je sedem enzýmy sú zahrnuté. Ak enzým nefunguje dostatočne, príslušný prekurzor sa uloží v tomto bode syntézy hemu. Na základe symptómov sú porfýrie rozdelené do dvoch hlavných skupín. Pre takzvané kožné porfýrie sú charakteristické bolestivé fotosenzitivita z koža. Pri pečeňových porfýriách pečeň účasť prevláda s ťažkou bolesť brucha, nevoľnosť a zvracanie. V mnohých prípadoch sa však tieto dva komplexy symptómov prekrývajú. Porfyrie často vykazujú epizodický priebeh s akútnymi záchvatmi. Podľa typu porfýria, ktoré sa prejavujú náhlou bolestivosťou koža reakcie, kolické bolesť brucha, nevoľnosť/zvracanie, červené sfarbenie moču, záchvaty, neurologické deficity alebo dokonca psychózy. Ďalšie poruchy syntézy hemoglobínu sa týkajú chybnej syntézy globínu molekuly v dôsledku mutácií zodpovedajúcich génov. Príkladom je takzvaná kosáčiková bunka anémia alebo talasémie. V kosáčikovej cele anémia, je proteín podjednotky beta-globínu geneticky zmenený. Na pozícii šesť tohto proteínu je aminokyselina kyselina glutámová nahradená valínom. Pri nedostatku kyslíka sa príslušný hemoglobín deformuje do kosáčikovitého tvaru, zhlukuje sa a upcháva malé krv plavidlá. To má za následok ohrozenie života poruchy obehu. Talasémie sú skupinou rôznych malformácií hemoglobínu, ktoré vedú k zníženej tvorbe reťazca globínu alfa alebo beta globínu. Najdôležitejší príznak je závažný anémia.
