Hemoglobin sintesis terdiri daripada sintesis heme dan sintesis globin. Akhirnya, hubungan kumpulan heme prostetik dengan empat globin masing-masing berlaku untuk membentuk besi-mengandungi kompleks protein hemoglobin. Kedua-dua gangguan dalam sintesis heme dan sintesis globin boleh membawa untuk serius kesihatan masalah.
Apakah sintesis hemoglobin?
Hemoglobin merupakan besi-mengandungi kompleks protein yang terdapat dalam warna merah darah sel. Untuk memahami sintesis hemoglobin, pertama sekali perlu mengetahui struktur hemoglobin. Hemoglobin adalah besi-mengandungi kompleks protein, yang terdiri daripada empat subunit globin, masing-masing dengan kumpulan prostetik heme. Pada hemoglobin manusia dewasa, terdapat dua alpha globin yang sama dan dua beta globin yang serupa sebagai subunit. Setiap subunit ini dilekatkan pada kumpulan prostetik heme, yang terdiri daripada kompleks porphyrin-iron II. Oleh itu, kompleks hemoglobin masing-masing mengandungi empat kumpulan heme. Setiap kumpulan heme dapat membuat kompleks oksigen molekul ke ion besi II bergantung kepada persekitaran kimia. Bergantung pada berapa banyak kumpulan heme yang dimuatkan oksigen, kita bercakap mengenai oxyhemoglobin (kaya oksigen) atau deoxyhemoglobin (kekurangan oksigen). Ion besi II terletak di tengah gelang porfirin. Di sebelahnya, terdapat ikatan kompleks dengan residu histidin globin. Ke sisi lain, bergantung pada keadaan tenaga ion besi, a oksigen molekul mungkin terikat kompleks. Keadaan tenaga dipengaruhi oleh keadaan fizikal dan kimia luaran kerana perubahan konformasi globin.
Fungsi dan tugas
Langkah terakhir dalam sintesis hemoglobin adalah pemasangan kumpulan prostetik heme dengan empat unit globin menjadi kompleks protein yang mengandungi zat besi. Komponen individu dibentuk oleh laluan biosintetik bebas. Bahan permulaan untuk cincin porphyrin dari kumpulan heme adalah glisin asid amino dan suksinil-CoA. Succinyl-CoA terdiri daripada koenzim A dan asid succinic. Asid succinic adalah produk perantaraan dalam pemecahan badan keton yang kaya dengan tenaga sebagai sebahagian daripada metabolisme tenaga. Dengan bantuan enzim sintase asid delta-aminolevulinic, asid delta-aminolevulinic disintesis dari suksinil-CoA dan glisin. Dengan penghapusan satu molekul air, Dua molekul pemeluwapan asid delta-aminolevulinic untuk membentuk porphobilinogen turunan pirol. Dengan penghapusan of Ammonia dan dengan bantuan enzim uroporphyrinogen I synthetase, empat molekul porphobiliogen bertindak balas untuk membentuk hidroksimetilbilana. Ini diubah menjadi uroporphyrinogen III dengan pembentukan cincin. Dekarboksilasi enzimatik dan dehidrogenasi di mitokondria menghasilkan protoporphyrin. Dengan enzim ferrokelatase, ion besi II dimasukkan ke dalam molekul ini untuk membentuk heme. Dalam sitosol sel, heme dihubungkan dengan globin protein untuk membentuk hemoglobin kompleks protein yang mengandung zat besi. Sintesis globin individu berlaku melalui biosintesis protein normal. Seperti disebutkan sebelumnya, kompleks hemoglobin dewasa menerima dua subunit yang sama masing-masing alpha- dan beta-globin. Oleh kerana strukturnya yang kompleks, hemoglobin yang telah selesai telah mengembangkan kemampuan untuk mengangkut oksigen dan membekalkannya ke semua sel organisma. Walau bagaimanapun, pengikatan besi pusat ke oksigen tidak begitu kuat dan sangat mudah dipengaruhi oleh faktor kimia dan fizikal luaran. Ini membolehkan hemoglobin menyerap oksigen dengan cepat dan melepaskannya dengan cepat. Oleh itu, pemuatan oksigen hemoglobin bergantung, antara lain, pada faktor nilai PH, karbon tekanan separa dioksida atau oksigen, atau bahkan suhu. Pemboleh ubah yang mempengaruhi ini mengubah konformasi globin, misalnya, sehingga pengikatan oksigen dapat diperkuat atau dilemahkan melalui sedikit perubahan dalam nisbah energetik dan sterik. Oleh itu, pada PH rendah dan tinggi karbon tekanan separa dioksida, pengikatan oksigen ke ion besi II melemah, memihak kepada pembebasan oksigen. Di bawah keadaan inilah pergantian metabolik berlaku, yang juga mempunyai permintaan oksigen yang meningkat. Oleh itu, sistem pengangkutan oksigen paling sesuai dengan keperluan fizikal melalui fungsi hemoglobin.
Penyakit dan penyakit
Gangguan dalam sintesis hemoglobin boleh membawa kepada pelbagai penyakit. Sebagai contoh, terdapat sejumlah penyakit genetik yang berdasarkan gangguan sintesis heme. Dalam kes ini, prekursor heme terkumpul di dalam badan, yang membawa antara lain kepekaan terhadap cahaya yang melampau. Dalam apa yang disebut porfiri, porphyrins disimpan di darah kapal atau bahkan hati. Apabila terkena cahaya, beberapa bentuk porfiri menyimpan tenaga berseri yang meningkat. Apabila tenaga dilepaskan, radikal oksigen terbentuk yang menyerang dan menghancurkan tisu yang terdedah. Gatal yang teruk dan membakar kesakitan berkembang. Terdapat tujuh bentuk porfiri. Pembentukan heme adalah proses lapan langkah di mana tujuh enzim terlibat. Sekiranya enzim tidak berfungsi dengan baik, prekursor masing-masing disimpan pada titik sintesis heme ini. Berdasarkan simptom, porphyria terbahagi kepada dua kumpulan utama. Porfiria kulit yang disebut dicirikan oleh rasa sakit kepekaan fotosensitif daripada kulit. Dalam porfiria hepatik, hati penglibatan dikuasai dengan teruk sakit perut, loya and muntah. Dalam banyak kes, bagaimanapun, terdapat pertindihan dari dua kompleks gejala. Porphyrias sering menunjukkan kursus episodik dengan serangan akut. Bergantung pada jenis porfiria, ini menampakkan diri secara tiba-tiba menyakitkan kulit reaksi, kolik sakit perut, loya/muntah, pewarnaan merah pada air kencing, sawan, kekurangan neurologi atau psikosis. Gangguan sintesis hemoglobin lain merujuk kepada sintesis globin yang rosak molekul disebabkan oleh mutasi gen yang sepadan. Contohnya adalah sel sabit yang disebut anemia atau talasemia. Dalam sel sabit anemia, protein subunit beta-globin diubah secara genetik. Pada kedudukan keenam protein ini, asid glutamat asid amino digantikan oleh valine. Sekiranya tidak ada oksigen, hemoglobin tersebut berubah menjadi bentuk sabit, bergumpal bersama dan tersumbat kecil darah kapal. Ini mengakibatkan mengancam nyawa gangguan peredaran darah. Thalassemia adalah sekumpulan malformasi hemoglobin yang berlainan yang mengakibatkan pembentukan rantai globin alfa atau beta globin berkurang. Simptom yang paling penting adalah teruk anemia.
