Reticulocite are loc sinteza coordonată și un lanț b-peptidic de hemoglobină și grupul său de sinteză protetice, astfel încât niciunul dintre aceste componente nu se formează în cantități în exces sau insuficiente. Având în vedere că porțiunea proteică a moleculei de hemoglobină (globină) este sintetizat, ca și toate celelalte proteine discutate în continuare în detaliu biosinteza grupului său prostetică, adică, Sinteza compusului tetrapirolic - hemului. Hem, fier-tetragidropirrolnoe colorantului face parte din proteinele de O2 de legare și diverse coenzime Oxidoreductazele. Aproape 85% din biosinteza hemului are loc în măduva osoasă și doar o mică parte - în ficat. In sinteza hemului implica mitocondriilor si citoplasmei.
În prezent, există aproape complet elucidate căile de bază de formare a porfirinelor și protoporphyrins care sunt precursori ai hemului imediate și clorofilă. Sursa de atomi de azot și de la 4 la 8 atomi de carbon de inel tetrapirolic dovedit glicină, iar sursa 26 din restul de atomi de carbon 34 - acid succinic (succinat), mai precis derivatul său succinil-CoA. Secvența de reacții chimice de sinteză tetrapirolic la animale pot fi împărțite în mai multe etape.
La etapa I, care curge în două etape în mitocondrie, succinil-CoA reacționează cu glicină și formează un acid aminolevulinic δ (δ-alchil).
Acest pas piridoksalfosfatzavisimy enzimă specific catalizeaza δ -aminolevulinatsintaza - cheie, sinteza enzimei tetrapirolic alosteric.
Pentru prima dată, această sintază a fost găsit în reticulul endoplasmatic al celulelor hepatice. Enzima este indusă de steroizi și alți factori și este inhibată de produsul final tip de feedback biosintezei - hemului.
După sinteza veniturilor δ-aminolevulinat din mitocondrii în citoplasmă și II etapa de condensare a 2 molecule de acid δ-aminolevulinic pentru a forma un prim compus monopirrolnogo - porphobilinogen (PBG).
Enzima catalizează acest pas - porfobilinogensintaza, de asemenea, un capăt de inhibare a enzimei de reglementare expuse produselor de sinteză. În plus, porfobilinogensintaza inhibat de ionii de plumb. Prin urmare, în caz de intoxicație cu plumb acute în sânge și urină arată concentrații de 5-aminolevulinat a crescut.
Următoarea multi-pas catalizată de enzime adecvate, monopirrolnyh de 4 molecule porphobilinogen sintetizat tetra pirol uroporphyrinogen complex. care este apoi modificată în protoporfirinIX. care este precursorul imediat al hemului. Tetrapirolic structura III uroporfirinogena încă diferă în mod semnificativ de hemul. Astfel, nici un atom de fier centrală, iar inelul conține doar 8 în loc de 11 legături duble. Mai mult, ursul inel încărcat numai R lanțului lateral (4 acetat propionat și 4 reziduuri). Deoarece grupurile heme in proteine functioneaza intr-un mediu non-polar, este necesară catene laterale polare au devenit mai puțin polar. Koproporfirinogen rezultat III revine la mitocondrii. Următoarele etape sunt catalizate de enzime, care sunt situate în / sau în interiorul membranei mitocondriale. Modificarea catenelor laterale rezultate în formarea protoporfirinogenului IX. În următoarea etapă de oxidare într-o moleculă este creat sistemul π-electron conjugat, care dă culoarea roșie caracteristică a hemului. 6 în care echivalentele reducătoare consumate.
În etapa finală a moleculei protoporfirina IX se ataseaza de fier care implica Ferochelataza (gemsintazy) și formează hem (sau Fe-protoporfirina IX). Acesta din urmă este utilizat pentru biosinteza contin hem exemplu chromoproteins incluse hemoglobinei și mioglobinei, unde este legat necovalent sau citocrom C, care se leagă covalent.
Sursa de fier pentru această reacție este feritina, care este considerat hemoproteină redundant, se depune în măduva osoasă, ficat și splină.
Există indicii că, în plus față de fier, în sinteza cofactori hem sunt implicate, unele, cum ar fi vitamina B12, ionii de cupru, deși exact rolul lor nu a fost dezvăluită.
Astfel, toate sinteza hemului mod poate fi reprezentat ca o diagramă în care sunt complete și abrevieri metaboliților intermediare și enzime.
Ambele enzime implicate în sinteza porphobilinogen din glicină și succinil-CoA este reglată de enzime; Ei inhibă hem și hemoglobina. Pe de altă parte, sinteza hemoglobinei a lanțurilor peptidice are loc doar în prezența hem, iar lanțul peptidic care rezultă sunt apoi conectate la hemul. La concentrații scăzute de inițiere activate inhibitor hemului sintezei proteinelor în reticulocitelor globină sinteza și încetinirea. Cunoscute anemie ereditară asociată cu defecte ale enzimelor implicate în sinteza hemului. Astfel, în organism sunt formate adesea cantități excesive de porfirine colorate - precursori hem. Astfel de tulburări ale metabolismului forme hem numite porfirie; unele dintre ele sunt foarte greu de a continua. Multe dintre aceste boli duce la eliberarea de precursori hem în materiile fecale sau urină, care, prin urmare, pot fi colorate în culoare roșu închis. De asemenea, există depunerea de porfirine care posedă fotosensibilitate a pielii. Atunci când sunt expuse la lumină, acest lucru duce la formarea de vezicule greu de rezolvat. Cand Porfirio, de asemenea, frecvente tulburări neurologice. Poate că este comportamentul ciudat al pacienților cu porfirie (fotofobie, aspect neobișnuit și comportamentul, consumul de sânge, compensarea deficitului de hem și de multe ori îmbunătățește starea unor forme de porfirie) la inima legendele medievale despre vampiri oameni (Dracula).