Aproape 85% din biosinteza hemului are loc în măduva osoasă și doar o mică parte - în ficat. In sinteza hemului implica mitocondriilor si citoplasmei. Hem si globina sunt sintetizate separat. Apoi sa alăturat și format prin structura terțiară și cuaternară a hemoglobinei.
Sinteza începe inele tetragidropirrolnyh in mitocondrii (ris.11,12). De la succinil-CoA și glicină obținut produsul de condensare, ceea ce duce la decarboxilarea 5-aminolevulinat (ALA). Responsabil pentru această etapă este sintază 5-aminolevulinat (ALA-sintetazei) [1] este o enzimă cheie în calea. CoA delta-aminolevulinat sintaza este piridoxal fosfat (derivat de vitamina B6). Enzima este inhibată de o buclă de feedback negativ în exces hemului.
După sinteza veniturilor 5-aminolevulinat din mitocondrie în citoplasmă unde două molecule se condensează în porphobilinogen (ris.12,13) care conține deja un inel de pirol [2]. Porfobilinogensintaza [2] este inhibată de ionii de plumb. Prin urmare, în caz de intoxicație cu plumb acute în sânge și urină arată concentrații de 5-aminolevulinat a crescut.
Porfobilinogensintaza a inhibat, de asemenea, excesul de hem.
format caracteristic structurii tetrapirolic porfirinei în etapele ulterioare. Legarea patru molecule de porphobilinogen cu clivarea NH2 -Grupuri și formă uroporphyrinogen III sintaza hydroxymethylbilane catalizata [3]. Pentru formarea acestui intermediar este necesar a doua enzimă, uroporphyrinogen III-sintetazei [4]. Absența acestei enzime conduce la formarea de izomer „greșit“ - uroporphyrinogen I.
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. Inițial patru reziduuri de acetat (R1) decarboxilat pentru a forma grupuri de metil (5). Koproporfirinogen rezultat III revine la mitocondrii. Următoarele etape sunt catalizate de enzime, care sunt situate în / sau în interiorul membranei mitocondriale. În primul rând, sub influența a două oxidaza
grupa propionat (R2) sunt transformați în vinil (6). 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. Astfel, reducând echivalenți consumat 6 (7). In concluzie, folosind un Ferochelataza enzimă specială. inclus în moleculă un atom de fier bivalent (8). Astfel format a Fe-hem sau protoporfirina IX este activat, de exemplu, în hemoglobinei și mioglobinei, unde este legat necovalent sau citocrom C, care se leagă covalent.
sursă de fier - feritină proteine. În combinație cu feritină în organism este depozitat (depozitat) rezervele de fier.