Влияние 2,3-дифосфоглицерата эритроцита на процесс оксигенации. Патологии гемоглобина – гемоглобинозы

Гем, железосодержащее тетрагидропиррольное красящее вещество, является составной частью О2-

связывающих белков и различных коферментов оксидоредуктаз. Почти на 85% биосинтез гема происходит в

костном мозге и лишь небольшая часть — в печени. В синтезе гема участвуют митохондрии и цитоплазма.

Синтез тетрагидропиррольных колец начинается в митохондриях. Из сукцинил-КоА, промежуточного продукта

цитратного цикла, конденсацией с глицином получается продукт, декарбоксилирование которого приводит к 5-

аминолевулинату (ALA). Отвечающая за эту стадию 5- аминолевулинат-синтаза (ALA-синтаза) является

ключевым ферментом всего пути. Экспрессия синтеза ALA-

синтазы тормозится гемом, т. е. конечным продуктом, и имеющимся

ферментом. Это типичный случай торможения конечным продуктом,

или ингибирования по типу обратной связи. После синтеза 5-

аминолевулинат переходит из митохондрий в цитоплазму, где две

молекулы конденсируются в порфобилиноген, который уже

содержит пиррольное кольцо. Порфобилиноген-

синтаза ингибируется ионами свинца. Поэтому при острых

отравлениях свинцом в крови и моче обнаруживают повышенные

концентрации 5-аминолевулината. На последующих стадиях

образуется характерная для порфирина тетрапиррольная структура.

Связывание четырех молекул порфобилиногена с отщеплением NH2-

групп и образованием уропорфириногена

III катализируется гидроксиметилбилан-синтазой. Для образования

этого промежуточного продукта необходим второй

фермент, уропорфириноген III-синтаза. Отсутствие этого фермента

приводит к образованию «неправильного» изомера —

уропорфириногена I. Тетрапиррольная

структура уропорфиринoгена III все еще

существенно отличается от гема. Так,

отсутствует центральный атом железа, а

кольцо содержит только 8 вместо 11

двойных связей. Кроме того, кольца

несут только заряженные боковые цепи

R (4 ацетатных и 4 пропионатных остатков). Так как группы гема в белках

функционируют в неполярном окружении, необходимо, чтобы полярные боковые цепи превратились в менее

полярные. Вначале четыре ацетатных остатка (R1) декарбоксилируются с образованием метильных групп.

Образующийся копропорфириноген III снова возвращается в митохондрии. Дальнейшие стадии катализируются

ферментами, которые локализованы на/или внутри митохондриальной мембраны. Прежде всего под

действием оксидазы две пропионатные группы (R2) превращаются в винильные. Модификация боковых цепей

заканчивается образованием протопорфириногена IX. На следующей стадии за счет окисления в молекуле

создается сопряженная π-электронная система, которая придает гему характерную красную окраску. При этом

расходуется 6 восстановительных эквивалентов. В заключение с помощью специального

фермента, феррохелатазы, в молекулу включается атом двухвалентного железа. Образованный таким

образом гем или Fe-протопорфирин IX включается, например, в гемоглобин и миоглобин, где он связан

нековалентно, или в цитохром С, с которым связывается ковалентно. Гемоглобин —

сложный железосодержащий белок кровосодержащих животных, способный обратимо связываться

с кислородом, обеспечивая его перенос в ткани. У человека содержится в эритроцитах. Нормальным

содержанием гемоглобина в крови человека считается: у мужчин 130—170 г/л (нижний предел — 120, верхний

предел — 180 г/л), у женщин 120—150 г/л; у детей нормальный уровень гемоглобина зависит от возраста и

подвержен значительным колебаниям. Так, у детей через 1—3 дня после рождения нормальный уровень

гемоглобина максимальный и составляет 145—225 г/л, а к 3—6 месяцам снижается до минимального уровня

95—135 г/л, затем с 1 года до 18 лет отмечается постепенное увеличение нормального уровня гемоглобина в

крови. Виды гемоглобина:

 Гемоглобин A, или ΗbA — нормальный гемоглобин взрослого человека.

 Гемоглобин С (Hemoglobin C), или ΗbC — один из мутантных гемоглобинов

 Гемоглобин E (HbE, эмбриональный гемоглобин) — эмбриональный тип гемоглобина человека.

 Гемоглобин S (HbS) — это особая мутантная форма гемоглобина, образующаяся у больных

с серповидно-клеточной анемией и склонная к кристаллизации вместо образования нормальной

четвертичной структуры и растворения в цитоплазме эритроцита.

 Гемоглобин F (HbF) — фетальный, плодный тип гемоглобина человека.

Date: 2016-02-19; view: 718; Нарушение авторских прав