Sadržaj:

Uvod

Sinteza hema je ključan biokemijski proces u organizmu koji omogućava

pravilno funkcionisanje mnogih vitalnih sistema, uključujući transport kiseonika
putem hemoglobina, mioglobina, kao i enzima koji učestvuju u metabolizmu.
Hem, koji se sastoji od porfirinskog prstena sa vezanim gvožđem, ima važnu
ulogu   u   brojnim   biološkim   procesima.   Proces   njegove   sinteze,   poznat   kao
biosinteza porfirina, se odvija kroz niz enzimskih reakcija, pri čemu su za svaki
korak   odgovorni   specifični   enzimi.   Međutim,   poremećaj   bilo   kojeg   od   ovih
enzima   može   dovesti   do   različitih   oblika   porfirija,   skupine   metaboličkih
poremećaja koji se javljaju kada postoji deficitarna aktivnost enzima u sintezi
hema.
Poremećaji u sintezi hema mogu biti nasledni ili stečeni. Nasledni oblici porfirija
nastaju zbog genetskih mutacija koje dovode do nedostatka određenih enzima,
što   može   uzrokovati   nagomilavanje   porfirinskih   prekursora,   a   samim   tim   i
ozbiljne zdravstvene probleme. Neki od najpoznatijih naslednih oblika porfirija
uključuju   hereditarnu   koproporfiriju,   porfiriju   variegata,   ALA   dehidrataza
deficitnu porfiriju i kongenitalnu eritropoetsku porfiriju. Svaki od ovih oblika
porfirija   ima   specifične   kliničke   manifestacije,   kao   što   su   akutni   napadi,
fotosenzitivnost kože i kožne lezije, koji su direktno povezani sa poremećajem
sinteze hema i nakupljanjem njegovih prekursora.
S druge strane, stečene ili sekundarne porfirije nastaju kao rezultat oštećenja
jetre ili drugih organa, često usled trovanja hemikalijama, lekovima ili alkoholu,
što   takođe   dovodi   do   poremećaja   u   metabolizmu   porfirina   i   povećanog
izlučivanja porfirina urinom. Iako se ne prenose genetski, stečeni oblici porfirija
mogu izazvati simptome slične onima kod naslednih oblika, uključujući kožne
lezije i fotosenzitivnost.

1. Biosinteza hema

Biosinteza hema je ključan biološki proces koji se vrši u svim ćelijama

ljudskih tkiva, jer je hem neophodan za formiranje molekula citohroma i hemin
fermenta. Hem je neizostavan za proizvodnju hemoglobina, ključnog molekula za
transport kiseonika u krvi. Ovaj proces je kompleksan i vrlo je specifičan pa se
odvija   kroz   niz   biokemijskih   reakcija.   Sinteza   hema   se   uglavnom   obavlja   u
ćelijama   eritrocitne   loze   u   koštanoj   srži,   ali   i   u   hepatocitima,   gde   se   takođe
proizvodi  citohrom P-450. U ovom radu, detaljno ću objasniti proces biosinteze
hema u ljudskom organizmu. Biosinteza hema je složen biokemijski proces koji je
esencijalan za normalno funkcionisanje ljudskog organizma. Razumevanje ove
biosinteze   omogućava   mi   da   bolje   razumem   bolesti   koje   se   povezuju   sa
poremećajem sinteze hema, kao što su porfirije i anemije.

Biosinteza hema počinje u mitohondrijama gde dolazi do spajanja dva ključna
molekula - glikokola (glicina) i sukcinil-KoA. Sukcinil-KoA nastaje u limunskom
ciklusu, a glikokol je aminokiselina koja služi kao polazna sirovina za ovu
biosintezu. Pod uticajem enzima delta-aminolevulinat sintaze (ALA-sintaze), koji
sadrži piridoksal fosfat kao koenzim, dolazi do spajanja ovih molekula. U ovoj
reakciji se oslobađa koenzim A, čime se stvara prolazno, nestabilno jedinjenje - a-
amino ẞ-ketoadipinska kiselina. Ova kiselina se potom dekarboksiluje u delta-
aminolevulinsku kiselinu (δ-ALA), koja je ključni prethodnik porfirina.

Nastavak   procesa   biosinteze   hema   podrazumeva   nekoliko   važnih   reakcija   u
citozolu i mitohondrijama. Delta-aminolevulinska kiselina difunduje u citozol,
gde se dva molekula δ-ALA kondenzuju u porfobilinogen (PBG) pod uticajem
enzima   ALA-dehidrataze   (PBG-sintaza).   Ovaj   proces   stvara   bezbojno,   ciklično
jedinjenje - porfobilinogen. Povezivanjem četiri molekula porfobilinogena nastaje
tetrapirolni prsten, koji je osnova za dalju sintezu porfirina.
Porfirini nastaju u dve verzije: derivati tipa I i tipa III. Iako tetrapiroli tipa I mogu
nastati kao sporedni produkti, oni se ne mogu koristiti za dalju biosintezu hema i
obično se eliminiraju iz organizma. Sinteza hema se odvija uglavnom putem
tetrapirolova tipa III. Ovaj put sinteze je normalan i produktivan, dok je put
sinteze derivata tipa I neželjen i predstavlja otpadne metabolite.
Nastali porfirinogeni, kao što su uroporfirinogen i koproporfirinogen, pretrpeće
dalje   reakcije   dekarboksilacije   i   oksidacije.   Uroporfirinogen   III   se   pretvara   u
koproporfirinogen   III,   koji   zatim   ulazi   u   mitohondrije,   gde   nastavlja   proces
sinteze hema. Koproporfirinogen I, koji nije kompatibilan sa mitohondrijama, ne
učestvuje u sintezi hema, već se oksidiše ili izbacuje iz organizma.
U   mitohondrijama,   koproporfirinogen   III   se   dalje   transformiše   u
protoporfirinogen III, a zatim u protoporfirin III, uz uklanjanje atoma vodonika u
reakcijama   katalizovanim   enzimima   poput   koproporfirinogen   oksidaze   i
protoporfirinogen oksidaze. Na kraju, poslednji korak biosinteze hema uključuje
vezivanje železnog jona (Fe²⁺) za protoporfirin III. Ovu reakciju katalizuje enzim
ferohelataza (hem sintetaza), koji je ključan za formiranje funkcionalnog hema.
Aktivnost   ferohelataze   zavisi   od   različitih   faktora,   uključujući   prisustvo
molekularnog kiseonika i regulatorne supstance kao što su vitamin C, glutation i
cistein.

Biohemija – sinteza hema

Problemi sa sadržajem

Problemi sa kupovinom i pristupom

Tehnički problemi

Kršenje pravila

Ostalo

Više u Biologija

Epiduralni hematom – etiologija, klinička slika, inicijalni tretman

Najvažniji štetnici dekorativnih i cvjetajućih sobnih biljaka

Medonosne pčele :kratka biologija poznatih vrsta

Više u Zaštita životne sredine

Mineralne vode

Pesticidi-uticaj na zdravlje ljudi

Reciklaža metala