Производные гемоглобина

Молекула гемоглобина имеет большое сродство к оксиду углерода (II) СО. Это карбоксигемоглобин. Сродство СО к гемоглобину примерно в 300 раз выше, чем к кислороду. Это свидетельствует о высокой токсичности угарного газа, поэтому при отравлении СО необходимо, пострадавшего вынести на воздух, чтобы увеличить поступление кислорода.

Гемоглобин связывает также СО₂ с образованием карбгемоглобина.

Типы гемоглобинов.

Различают физиологические и аномальные гемоглобины.

Физиологические гемоглобины образуются на разных этапах нормального развития организма, а аномальные – вседствие нарушений последовательности аминокислот в глобине.

Физиологические типы гемоглобина.

1. Примитивный – HbP (относятся гемоглобины, называемые Говер 1 и Говер 2)

2. Фетальный гемоглобин HbF (гемоглобин плода).

3. Гемоглобин взрослых: HbА₁, HbА₂, HbА₃.

HbР появляется на ранних стадиях развития эмбриона. Примитивные гемоглобины заменяются на HbF. На поздних стадиях развития плода появляются гемоглобины взрослых – HbА₁, HbА₂.

В крови взрослого человека примерно 95-96% HbА₁, 2-3% HbА₃, 0,1-0,2% HbF.

Гемоглобин А₁ содержит по 2 и цепи. Гемоглобин А₂ – по 2 и -цепи. Гемоглобин F – по 2 и -цепи. Гемоглобин Говер 1 содержит 4 цепи, Говер 2 – 2 и 2 цепи по мере созревания плода -цепи заменяются -цепями.

Аномальные типы гемоглобина

В крови человека открыто около 150 типов мутантных гемоглобинов. Аномальные гемоглобины различаются по форме, химическому составу, величине заряда. Выделены аномальные гемоглобины при помощи методов электрофореза и хроматографии. Передающиеся по наследству изменения – результат мутации единственного триплета, который приводит к замене одной аминокислоты на другую (с резко отличающимися свойствами – пример серповидноклеточная анемия – глу заменен на вал).

Синтез гема.

Исходными веществами для синтеза гема служат глицин сукцинил-КоА.

На первой стадии из глицина и сукцинил-КоА при участии -аминолевуленатсинтазы образуется -аминолевуленовая кислота, это процесс идет в митохондриях. Активность фермента регулируется по принципу обратной отрицательной связи – гемом.

СООН СН₂-NH₂ HSKoA COOH

| | ПФ |

СН₂ + COOH CH₂ + CO₂

| -аминолевули- |

СН₂ натсинтаза CH₂

| |

COSKoA C=O

|

CH₂-NH₂

Затем из 2 молекул -АЛК с участием порфобилиногенсинтазы образуется порфибилиноген. Порфобилиноген превращается в копропорфириноген III, копропорфириноген III превращается через ряд стадий в протопорфирин IX. Затем в кольцо протопорфирина IX включается Fe²⁺. Затем гем соединяется с белком глобином.

Источником Fe²⁺ в синтезе гема является ферритин, который считается резервом гемопротеидом и откладывается в клетках костного мозга, печени и селезенки.

Установлено, что источником всех 4 атомов азота и 8 атомов углерода тетрапиррольного кольца является глицин. Источником остальных 26 из 34 атомов углерода служит сукцинил-КоА.