Hem

De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Structura tridimensională a hemului B.Ionul de Fe⁺⁺ este reprezentat de sfera gri centrală; N albastru O roşu, C bleu H alb

Hemul are ca heteroatom ionul de Fe (fier), legat prin valenţe secundare de 2 atomi de N (azot) în timp ce cu ceilaţi 2 atomi de N eset legat covalent.

[modifică] Tipuri de hem

[modifică] Hemul B

Este cel mai des întîlnit tip de hem, fiind întîlnit atît în structura proteinelor transportoare de O (hemoglobina, mioglobina), cît şi în structura enzimelor de tipul peroxidazelor.Enzimele COX1 şi COX2 ciclooxigenazele care intervin în sinteza prostaglandinelor,conţin şi ele o grupare hemică în unul din cele 2 site-uri active.În general hemul B eset ataşat de helixul proteic prin intermediul unei legături coordinative între ionul de Fe şi lanţul proteic.În cazul hemoglobinei legătura coordinativă este realizată cu histidina,în timp ce NOS (sintaza oxidului de azot) şi citocromul P450 realizează legătura cu cisteina.Datorită existenţei unui singur electron la atomul de Fe, are poate fi legat printr-o legătura coordinativă cu proteina, fierul adoptă o stare de pentacoordinare, în timp ce în cazul legării oxigenului sau monoxidului de carbon , fierul este hexacoordinat.

[modifică] Hemul A

Hemul A este sintetizat din hemul B, printr-o secvenţă de reacţii care include adiţia 17-hidroxietilfarnesil moiety (albastru) la poziţia 2 , în timp ce o grupare CHO este adiţionată în poziţia 8

Diferenţa faţă de hemul B este oxidarea lanţului metilic din poziţia 8 la o grupare formil, iar substituentul din poziţia 2 este un lanţ izoprenoid.Hemul A este ataşat de proteină tot prin legătură coordinativă, şi intră în structura citocromului c oxidazei.Separe că atît gruparea formil cît şi radicalul izopreonoid joacă un rol important în conservarea oxigenului redus de către citocrom c oxidazei.

[modifică] Hemul C

Hemul diferă de hemul B , prin legăturile disulfurice stabilite între cele 2 lanţuri vinilice le formează cu matricea proteică.Datorită acestui fapt fierul este legat de 2 lanţuri de aminoacizi, fiind hexacoordinat.Citocromul C conţine o grupare hemică de tip C legată la ambele capete cu histidină şi cu metionină.Primul care a identificat structura hemului C eset biochimistul suedez K.G.Paul.

[modifică] Hemul O

Hemul O diferă faţă de hemul A prin înlocuirea radicalului formil din poziţia 8 cu un radical metil, lanţul izoprenoidic ramîne neschimbat;hemul O eset implicat în reducerea oxigenului la nivel tisular, oarecum asemănător cu hemul A.

[modifică] Hemul L

Hemul L este un derivat al hemului B, ataşat prin legături covalente de lactoperoxidază, peroxidaza eosinofilelor, şi tiroid peroxidaza.Diferă de hemul B prin esterificarea la nivelul C1 şi C5 cu o grupare[1] glutamat respectiv aspartat.Hemul L este cel mai important constituent al peroxidazelor animale:

• Lactoperoxidaza şi eosonofil peroxidaza sunt enzime de protecţie , responsabile de distrugerea bacteriilor şi virusurilor
• Tiroid peroxidaza este o enzimă ce catalizează biosinteza a numeroşi hormoni tiroidieni.

[modifică] Hemul M

Hemul M este asemănător cu hemul B, fiind esterificat la C1 şi la C5.Este legat de situsul activ la mieloperoxidazei.Gruparea vinilică este legată de un rest metionil,formînd un ion sulfoniu ceea ce îi permite să oxideze cu uşurinţă ionii bromură şi clorură.

[modifică] Hemul S

Hemul S se deosebeşte de hemul B prin prezenţa unei grupe formil la C2 în locul grupării vinil.A fost identificat la viermii de mare, structura sa fiind stabilită de chimistul Hans Fischer.

[modifică] Biosinteza hemului

Hemul este gruparea prostetică a multor proteine implicate în multe procese fiziologice.Biosinteza hemului include o succesiune de reacţii cu formare de intermediari bine definiţi care la rîndul lor pot intra şi în alte tipuri de reacţii biosintetice

Calea de sinteză are drept precursori acidul D aminolevulinic format din glicină şi succinil CoA provenite din ciclul Krebs.

Porfobilinogenul,o substanţă cheie în biosinteza porfirinelor

Transformarea porfibilinogenului în porfirină nu este un proces cunoscut în plante.are loc condensarea a 3 molecule de porfobilinogen (eliminare de amoniac, si dehidrogenare), formîndu-se un tripirol.Acesta se poate scinda fien în dipirol A fie în dipirol B.Prin condensarea a 2 molecule de dipirol A se formează porfirina de tip I, iar condensarea unei molecule de dipirol A cu o moleculă de dipirol B se formează protoporfirina(porfirina de tip III).În procesul de biosinteză se formează la început uroporfirinogenul III, format dintr-o moleculă de dipirol A şi o molecula de dipirol B sun influenţa uroporfirinogen sintetazei.are loc eliminarea de amoniac şi a unei grupări formil.Din uroporfirinogen III, prin decarboxilarea acidului acetic de la C1, C3, C5, C8 formează coproporfirinogenul III, cu grupări metilice la aceşti carboni.Acesta eet supus decarboxilării şi dehidrogenării la C6 şi C4, formîndu-se protoporfirinogenul IX, care prin dehidrogenare trece în protoporfirina IX.Sub acţiunea ferochelatazei asupra protoporfirinei IX, are loc încorporarea fierului, formîndu-se astfel hemul

Tabel ce prezintă intermediarii şi cu enzimele implicate în sinteza hemului[2] [3]