Hemoglobin a další hemoproteiny

Hemoproteiny
» myoglobin (vazba a depozice kyslíku ve svalech)
» cytochromy (přenašeče elektronů v elektron transportním řetězci mitochondrií)
» katalázy a peroxidázy (rozklad a tvorba H2O2)
» cytochrom P450 (hydroxylační systém/enzym)
- společným znakem je to, že ve své molekule obsahují hem (cyklický tetrapyrrol)

Syntéza hemu
- dochází k ní v mitochondriích (první a poslední reakce) i cytosolu (ostatní reakce)
- pro první krok syntézy de novo potřebujeme:
» sukcinyl-CoA (meziprodukt citrátového cyklu)
» glycin (zdroj dusíku)
» enzym ALA-synthasu
- Glycin a sukcinyl-CoA kondenzují a vzniká 2-amino-3-oxoadipát, který následně
dekarboxyluje na 5-amino-4-oxopentanovou kyselinu (δ aminolevulát)
- reakce probíhá v mitochondriích
- v cytosolu dochází ke kondenzaci dvou molekul ALA (δ aminolevulátu) za vzniku
substituovaného pyrrolu (porfobilinogenu):
- 4 vzniklé molekuly porfobilinogenu mohou kondenzovat dvěma způsoby:
a) za vzniku uroporfyrinogenu I (minoritní počet případů)
b) za vzniku uroporfyrinogenu III (hlavní produkt kondenzace)
- ke kondenzaci dochází přes aminomethylovou skupinu - uvolní se 4 molekuly NH3
- další dvě reakce na uroporfyrinogenu III obnáší úpravy postranních substituentů:
a) nejprve jsou všechny acetyly dekarboxylovány na methyly (vzniká koproporfyrinogen III)
b) následně jsou dva propionáty dekarboxylovány a dehydratovány na vinyly (vzniká protoporfyrinogen III)
- substituenty na protoporfyrinogenu III jsou již definitivní (jedná se o 4M, 2V a 2P)
- následující úprava zahrnuje vytvoření konjugovaného systému dvojných vazeb - aby mohl vzniknout konjugovaný systém, musí dojít ke vzniku methinových můstků a k přeskupení některých dvojných vazeb na pyrrolových jádrech
- vzniklá látka se nazývá protoporfyrin IX - obsahuje konjugovaný systém dvojných vazeb, proto jde o barevnou (červenou) sloučeninu.
- na závěr je do molekuly vnesen ion Fe2+ a dochází k odštěpení 2 H+ → vzniká hem