Hemoglobin Ang pagbubuo ay binubuo ng heme synthesis at globin synthesis. Sa wakas, ang ugnayan ng grupo ng prosthetic heme na may apat na globins bawat isa ay nangyayari upang mabuo ang bakal-naglalaman ng kumplikadong protina pula ng dugo. Ang parehong mga karamdaman sa heme synthesis at globin synthesis ay maaari mamuno sa seryoso kalusugan problema.
Ano ang synthesis ng hemoglobin?
Hemoglobin ay isang bakal-naglalaman ng kumplikadong protina na matatagpuan sa pula dugo mga cell Upang maunawaan ang pagbubuo ng hemoglobin, kinakailangan munang malaman ang istraktura ng hemoglobin. Ang hemoglobin ay isang bakal-na naglalaman ng protina kumplikado, na binubuo ng apat na mga subunits ng globin, bawat isa ay may isang prostetikong heme group. Sa may sapat na gulang na tao ng hemoglobin, mayroong parehong dalawang magkaparehong alpha globins at dalawang magkaparehong beta globins bilang mga subunit. Ang bawat isa sa mga subunit na ito ay nakakabit sa isang prosthetic heme group, na binubuo ng isang porphyrin-iron II complex. Kaya, ang isang hemoglobin complex ay naglalaman ng bawat isa sa mga heme group. Ang bawat heme group ay maaaring kumplikado ng oksiheno Molekyul sa iron II ion depende sa kapaligiran ng kemikal. Nakasalalay sa kung gaano karaming mga heme group ang na-load oksiheno, pinag-uusapan natin ang oxyhemoglobin (mayaman sa oxygen) o deoxyhemoglobin (mahirap sa oxygen). Ang iron II ion ay matatagpuan sa gitna ng porphyrin ring. Sa gilid nito, mayroong isang kumplikadong bono sa histidine residue ng globin. Sa kabilang panig, depende sa estado ng enerhiya ng iron ion, an oksiheno ang molekula ay maaaring kumplikado. Ang estado ng enerhiya ay naiimpluwensyahan ng panlabas na pisikal at kundisyong kondisyon dahil sa mga pagbabago sa globin.
Pag-andar at gawain
Ang pangwakas na hakbang sa pagbubuo ng hemoglobin ay ang pagpupulong ng pangkat ng prosthetic heme na may apat na mga yunit ng globin sa isang kumplikadong protina na naglalaman ng iron. Ang mga indibidwal na sangkap ay nabuo ng mga independiyenteng biosynthetic pathway. Ang mga nagsisimula na materyales para sa singsing ng porphyrin ng heme group ay ang amino acid glycine at succinyl-CoA. Ang Succinyl-CoA ay binubuo ng coenzyme A at succinic acid. Ang Succinic acid ay isang intermediate na produkto sa pagkasira ng mga katawan ng ketone na mayaman sa enerhiya bilang bahagi ng metabolismo ng enerhiya. Sa tulong ng enzyme delta-aminolevulinic acid synthase, ang delta-aminolevulinic acid ay na-synthesize mula sa succinyl-CoA at glycine. Kasama ang pag-aalis ng isang molekula ng tubig, Dalawang molecule ng delta-aminolevulinic acid condense upang mabuo ang pyrrole derivative porphobilinogen. Kasama ang pag-aalis of amonya at sa tulong ng enzyme uroporphyrinogen I synthetase, apat molecule ng porphobiliogen ay tumutugon upang makabuo ng hydroxymethylbilane. Ito ay binago sa uroporphyrinogen III na may pagbuo ng singsing. Enzymatic decarboxylation at dehydrogenation sa mitochondria gumagawa ng protoporphyrin. Sa pamamagitan ng enzyme ferrochelatase, isang iron II ion ay isinasama sa molekulang ito upang mabuo ang heme. Sa cytosol ng cell, ang heme ay naka-link sa protein globin upang mabuo ang iron-naglalaman ng protein complex hemoglobin. Ang pagbubuo ng mga indibidwal na globins ay nangyayari sa pamamagitan ng normal na protein biosynthesis. Tulad ng nabanggit nang mas maaga, ang matatandang hemoglobin complex ay tumatanggap ng dalawang magkatulad na mga subunit bawat isa sa mga alpha- at beta-globins. Dahil sa kumplikadong istraktura nito, ang natapos na hemoglobin ay nakabuo ng kakayahang magdala ng oxygen at ibigay ito sa lahat ng mga cell ng organismo. Gayunpaman, ang pagbubuklod ng gitnang bakal sa oxygen ay hindi gaanong malakas at napakadali na maimpluwensyahan ng panlabas na kemikal at pisikal na mga kadahilanan. Pinapayagan nito ang hemoglobin pareho na sumipsip ng oxygen nang mabilis at mabilis itong mailabas. Kaya, ang paglo-load ng oxygen ng hemoglobin ay nakasalalay, bukod sa iba pang mga bagay, sa mga kadahilanang halaga ng PH, karbon dioxide o oxygen na bahagyang presyon, o kahit temperatura. Ang mga nakaka-impluwensyang variable na ito ay nagbabago ng pagsasaayos ng mga globins, halimbawa, upang ang pagbubuklod ng oxygen ay maaaring palakasin o humina sa pamamagitan ng bahagyang mga pagbabago sa masigla at isterikong mga ratios. Kaya, sa isang mababang PH at isang mataas karbon dioxide na bahagyang presyon, ang oxygen na nagbubuklod sa iron II ion ay humina, pinapaboran ang paglabas ng oxygen. Nasa ilalim ng mga kundisyong ito na nangyayari ang mas higit na paglilipat ng metabolismo, na mayroon ding tumaas na pangangailangan ng oxygen. Samakatuwid ang sistema ng transportasyon ng oxygen ay pinakamahusay na naitugma sa mga pisikal na pangangailangan sa pamamagitan ng pagpapaandar ng hemoglobin.
Mga sakit at karamdaman
Ang mga kaguluhan sa pagbubuo ng hemoglobin ay maaari mamuno sa iba't ibang mga sakit. Halimbawa, maraming bilang sakit sa genetic batay sa isang karamdaman ng heme synthesis. Sa kasong ito, ang mga precursor ng heme ay naipon sa katawan, na humahantong sa iba pang mga bagay sa matinding pagkasensitibo sa ilaw. Sa mga tinaguriang ito porphyrias, ang mga porphyrin ay nakaimbak sa dugo sasakyang-dagat o kahit na ang atay. Kapag nahantad sa ilaw, ang ilang mga anyo ng porphyrias mag-imbak ng nadagdagan na nagliliwanag na enerhiya. Kapag pinakawalan ang enerhiya, nabubuo ang mga oxygen radicals na umaatake at sumisira sa nakalantad na tisyu. Matinding pangangati at nasusunog sakit bumuo. Mayroong pitong anyo ng porphyrias. Ang pagbuo ng heme ay isang walong hakbang na proseso kung saan pito enzymes ay nasangkot. Kung ang isang enzyme ay gumana nang hindi sapat, ang kani-kanilang pauna ay nakaimbak sa puntong ito ng heme synthesis. Batay sa mga sintomas, ang porphyrias ay nahahati sa dalawang pangunahing mga grupo. Ang tinatawag na cutaneous porphyrias ay nailalarawan sa pamamagitan ng masakit pagkasensitibo ng balat. Sa hepatic porphyrias, atay ang pagkakasangkot ay namamayani sa matindi tiyan sakit, alibadbad at pagsusuka. Gayunpaman, sa maraming mga kaso, mayroong overlap ng dalawang mga kumplikadong sintomas. Ang Porphyrias ay madalas na nagpapakita ng isang episodic na kurso na may matinding pag-atake. Nakasalalay sa uri ng porphyria, ang mga ito ay nagpapakita ng kanilang mga sarili sa biglaang masakit balat reaksyon, colicky tiyan sakit, alibadbad/pagsusuka, pulang kulay ng ihi, mga seizure, deficit sa neurological o kahit psychoses. Ang iba pang mga karamdaman ng pagbubuo ng hemoglobin ay tumutukoy sa may sira na pagbubuo ng globin molecule dahil sa mga mutasyon ng kaukulang mga gen. Ang mga halimbawa ay ang tinatawag na sickle cell anemya o ang mga thalassemias. Sa cell ng karit anemya, ang protina ng beta-globin subunit ay binago ng genetiko. Sa posisyon na anim ng protina na ito, ang amino acid glutamic acid ay pinalitan ng valine. Sa kawalan ng oxygen, ang hemoglobin na pinag-uusapan ay nababaluktot sa isang hugis ng karit, magkakasama at bumabara ng maliit dugo sasakyang-dagat. Nagreresulta ito sa pagbabanta ng buhay sakit sa sirkulasyon. Ang Thalassemias ay isang pangkat ng magkakaibang mga malformation ng hemoglobin na nagreresulta sa nabawasan ang pagbuo ng globin chain ng alpha o beta globin. Ang pinakamahalagang sintomas ay malubha anemya.
