Biosyntéza hemu, odbourávání hemu

Hem je prostetickou skupinou řady důležitých bílkovin, je to černohnědý komplex substituované tetrapyrrolové cyklické struktury porfyrinu s iontem železa. Hem tvoří prostetickou skupinu myoglobinu, hemoglobinu, katalázy, peroxidázy a cytochromů.

Schéma hemu:

Biosyntéza hemu

Prvním stupněm biosyntézy porfyrinů je kondenzace glycinu a sukcinylkoenzymu A za vzniku 5‑aminolevulátu, reakce je katalyzovaná 5-aminolevulátsyntázou a probíhá v mitochondriích.

Dvě molekuly 5-aminolevulátu pak kondenzují na porfobilinogen, reakci katalyzuje 5-aminolevulátdehydratáza (odštěpí se 2 molekuly vody).

Čtyři molekuly porfobilinogenů kondenzují za vzniku lineárního tetrapyrrolu, který zůstává vázán na enzym.

Tento pyrrol cyklizuje za vzniku porfyrinogenu III. Následující reakce mění pouze postranní řetězce a stupně nasycenosti porfinu. Dekarboxylací vzniká koproporfyrinogen III, z něj protoporfyrin IX.

Hem se tvoří z protoporfyrinu IX chelatací iontů železa.

Odbourávání hemu

Lidské erytrocyty jsou odstraněny z krevního oběhu a degradovány ve slezině. Bílkovinná složka hemoglobinu globin je hydrolyzována na aminokyseliny a hem je odbourán na bilirubin.

Prvním stupněm degradace hemu je štěpení methinového můstku za rozvinutí tetrapyrrolu na lineární biliverdin, tuto reakci katalyzuje hemooxygenáza s účastí NADPH. Dále dochází k redukci methinové skupiny biliverdinu za vzniku bilirubinu. Redukčním činidlem je NADPH. Bilirubin je ve vodě téměř nerozpustný, váže se na sérový albumin, kterým je transportován do jater. Tam dochází k připojení bilirubinu na cukerné zbytky - glukuronáty, vzniklý bilirubinglukuronid se pak vylučuje močí.

Literatura

Z.Vodrážka: Biochemie. Academia, Praha 1992.

Další informace:

Karolína Pešková

Biosyntéza a odbourávání hemu