<<
>>

Структура, функции, особенности биосинтеза и типы гемоглобина

Гемоглобин — основной компонент эритроцитов (составляет около 98 % массы белков цитоплазмы эритроцита), благодаря которому осуществляется главная функция крови — перенос кислорода.

По химической природе гемоглобин относится к хромопротеидам и имеет в своем составе белок (глобин) и железосодержащую простетическую группу (гем).

Гем — комплексное соединение железа и протопорфири- на IX, состоящего из 4 пиррольных колец, соединенных СН- мостиками (рис. 1). Железо, находящееся в центре прото- порфирина, связано с четырьмя атомами азота пиррольных колец двумя главными и двумя дополнительными связями. Одна из двух оставшихся связей (координационное число железа равно 6) используется для соединения с глобином, другая — с кислородом. Гем одинаков для всех видов гемоглобина животных, различия в свойствах обусловлены особенностями белкового компонента.

Глобин — тетрамер, состоящий из двух пар полипептидных цепей, различие аминокислотного состава которых определяет гетерогенность молекулы гемоглобина человека.

Основной компонент гемоглобина (НЬ) человека — НЬА (95-98 % гемоглобина крови) состоит из двух а- и двух Р-цепей, другие виды нормального гемоглобина НЬА, (22,5 %) и HbF (0,1-2 %) имеют общую с НЬА а-пептидную цепь, но отличаются структурой второй полипептидной цепи (формула HbA, cc252, HbFa252). Цепи аир НЬА состоят соответственно из І41 и 146 аминокислотных остатков, связанных в генетически определенной последовательно-

сти, в целом молекула гемоглобина содержит 574 аминокислоты.

Каждая полипептидная цепь глобина соединена с гемом специфической связью (на один глобин приходится4 гема).

Биосинтез глобина осуществляется в эритроидных клетках костного мозга путем синхронной продукции гема и гло- биновых цепей и их сочетания с образованием законченной молекулы.

Протопорфирин IX

Рис. 1. Строение гема.

Синтез полипептидных цепей, входящих в состав глобина, происходит под контролем структурных и регуляторных генов. Структурные локусы, определяющие синтез а-цепей в течении всей жизни человека (эмбриональной и постнатальной), локализуются на 16 паре хромосом. Структурные локусы, детерминирующие синтез {$-, у- и 8-цепей, локализуются на хромосоме 11 в сцепленном виде. Гены- регуляторы занимают смежные со структурными генами ци- строны. В первой половине фетальной жизни у человека активны, главным образом, локусы а-, у- и е-цепей (послед1 ний лишь кратковременно в раннем периоде эмбриональной жизни). После рождения одновременно с «выключением» локуса у-цепей активизируются локусы |3- и 8-цепей. В результате такого «переключения» происходит замена фетального гемоглобина (HbF) гемоглобином взрослого (НЬА) с малой фракцией НЬА2. Синтез гемоглобиновых цепей представляет собой частный пример белкового синтеза в клетке. Генетическая информация, определяющая последовательность расположения аминокислот в полипептидных цепях, закодирована в ДНК с помощью составляющих гены оснований. Заключенная в ДНК информация в процессе транскрипции передается из ядра в цитоплазму с помощью посредника — информационной РНК (иРНК). Последняя диффундирует в цитоплазму и действует как матрица для синтеза белка, происходящего в рибосомах. Аминокислоты, из которых образуется полипептидная цепь, транспортируются к рибосомам с помощью специфичной транспортной РНК (тРНК), причем большинство аминокислот имеют различные виды тРНК.

Гемовая часть молекулы гемоглобина синтезируется отдельно с помощью серии регулируемых энзиматических ступеней. На первом этапе биосинтеза порфиринов в результате соединения глицина с производным янтарной кислоты (янтарная кислота связывается с коэнзимом А с образованием активной формы сукцинил-КоА) синтезируется 8-аминолевулиновая кислота с помощью фермента синте- тазы 8-аминолевулиновой кислоты (в этом синтезе участвует кофермент витамина Bfi—пиридоксальфосфат). На еледующем этапе из двух молекул 5-аминолевулиновой кислоты благодаря ферменту дегидразы 8-аминолевулиновой кислоты образуется порфобилиноген. Затем из четырех молекул порфобилиногена образуется вначале уропорфи- риноген, затем копропорфириноген при участии фермента декарбоксилазы уропорфириногена. Из копропорфирино- гена под влиянием декарбоксилазы копропорфириногена синтезируется протопорфирин, который, соединяясь с железом, образует гем. Соединение протопорфирина с железом осуществляет фермент гемсинтетаза.

<< | >>
Источник: Папаян А.В., Жукова Л. Ю.. Анемии у детей: руководство для врачей. —СПб:Питер,2001. 2001

Еще по теме Структура, функции, особенности биосинтеза и типы гемоглобина:

  1. Типы гемоглобина
  2. Наследственные гемолитические анемии, связанные с нарушением структуры или синтеза гемоглобина (гемоглобинопатии)
  3. Краткие сведения о структуре и функциях иммунной системы
  4. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИЙ ИММУННОЙ СИСТЕМЫ
  5. ГИПОТЕЗЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ФУНКЦИИ (ФУНКЦИИ) АНТИБИОТИКОВ, КОТОРЫЕ ОНИ ВЫПОЛНЯЮТ В МИКРООРГАНИЗМАХ-ПРОДУЦЕНТАХ
  6. БИОСИНТЕЗ
  7. Гистологические типы опухолей
  8. Уровень эритроцитов и гемоглобина
  9. Глава 6. БИОСИНТЕЗ АНТИБИОТИКОВ
  10. Биосинтез изопреноидов
  11. Биосинтез аминокислот
  12. ГЕМОГЛОБИНЫ, БИЛИРУБИН.
  13. Типы адъювантов
  14. Аминокислоты и биосинтез алкалоидов
  15. Биосинтез фенольных соединений
  16. Типы выздоровления
  17. Биосинтез жирных КИСЛОТ И их производных
  18. Организация и структура первичной медико-социальной помощи городскому населению. Структура городской поликлиники