Биосинтез гемоглобина

Синтез пиррольного комплекса в организме протекает из низкомолекулярных предшественников de novo. Источниками железа являются пищевые продукты и железо, освобождающееся при распаде эритроцитов.

Синтез гема.

I стадия. Участвуют глицин и сукцинил-КоА. 5-аминолевулинатсинтаза - ключевой, аллостерический фермент синтеза тетрапирролов. Кофермент – пиридоксальфосфат. Индуцируется стероидами и ингибируется по типу обратной связи конечным продуктом - гемом. Образуется 5-аминолевулиновая кислота (-АЛК).

II стадия. Образование порфобилиногена ПБГ. Фермент порфобилиногенсинтаза ингибируется конечными продуктами синтеза.

III стадия. Многоступенчатая. Из 4 молекул порфобилиногена синтезируется тетрапиррольный комплекс протопорфирин IX.

IV стадия. Протопорфирин IX присоединяет железо при участии феррохелатазы (гемсинтазы), и образуется гем. Источником железа является ферритин. В синтезе гема участвуют витамин В₁₂, ионы меди.

Белковая часть молекулы гемоглобина синтезируется так же, как и все остальные белки. Синтез полипептидных цепей гемоглобина происходит только в присутствии гема.

2.7. Обмен нуклеопротеинов

Распад НК. Под влиянием ферментов желудка, частично соляной кислоты, нуклеопротеины пищи распадаются на полипептиды и НК. Распад НК происходит в тонкой кишке гидролитическим путем под действием нуклеаз панкреатического сока. Они принадлежат к фосфодиэстеразам. Существуют эндонуклеазы и экзонуклеазы, рибонуклеазы и дезоксирибонуклеазы. Продуктами гидролиза являются мононуклеотиды и олигонуклеотиды. Нуклеазы расщепляют молекулы НК и в тканях.

Распад нуклеозидфосфатов. Первая ступень - отщепление остатка фосфорной кислоты. На второй ступени происходит перенос остатка рибозы от нуклеозида на фосфорную кислоту. Эта реакция ускоряется рибозилтрансферазами.

Ф-У-А  Ф + У-А; У-А + Ф  У-Ф + А

Распад пуриновых оснований начинается с дезаминирования тех из них, которые обладают аминогруппами. Участвуют специфические аминогидролазы.

Аденин  гипоксантин; гуанин  ксантин

Гипоксантин и ксантин окисляются в мочевую кислоту, фермент – ксантиноксидаза.

Образование мочевой кислоты происходит главным образом в печени. Это основной продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов у человека. В организме ее в сутки образуется 0,5-1 г, выводится она через почки. Хроническое повышение концентрации мочевой кислоты (гиперурикемия) часто приводит к развитию подагры. Подагрический криз связан с отложением кристаллов урата натрия в суставе. Гиперурикемия обычно имеет наследственный характер.

Распад пиримидиновых оснований также начинается с дезаминирования. Дезаминированные пиримидиновые основания подвергаются восстановлению. Карбаминовая кислота и -аланин - конечные продукты распада У и Ц. Из Т вместо -аланина образуется -аминоизомасляная кислота.

…

Синтез пиримидиновых нуклеотидов у, ц, т

Из СО₂, глн, асп синтезируется уридинмонофосфорная кислота. Она служит предшественником цитидиловых и тимидиловых пиримидиновых нуклеотидов.

Первая реакция - образование карбамоилфосфата при действии карбамоилфосфатсинтетазы II (глутаматзависимой, содержится в цитозоле).

СО₂ + Глутамин + 2 АТФ + Н₂О  Н₂NСООРО₃Н₂ + 2 АДФ + Н₃РО₄.

Затем карбамоилфосфат реагирует с аспартатом. В результате ряда реакций образуется уридиловая килота.

КФ + асп  …

 оротидиловая  кислота

Оротацидурия - выделение с мочой больших количеств оротовой кислоты. Известна наследственная оротацидурия, при которой выделяется до 1,5 г оротовой кислоты в сутки, в 1000 раз больше, чем в норме. Болезнь связана с недостаточностью фермента, катализирующего реакции образования и декарбоксилирования оротидиловой кислоты. Наследственная оротацидурия приводит к развитию необратимого резкого отставания умственного и физического развития; обычно больные погибают в первые годы жизни. Оротовая кислота не токсична; нарушения развития являются следствием «пиримидинового голода». Поэтому для лечения этой болезни применяют уридин.

Уридин-5'-фосфат далее может превращаться в другие пиримидиновые нуклеотиды путем реакций:

- восстановления – донор водорода - белок тиоредоксин, содержащий SH-группы;

- аминирования - источником аминогруппы служит глн;

- метилирования источник метильной группы - метилен Н₄-фолат.

При взаимодействии с АТФ синтезируются свободные пиримидиновые нуклеозидтрифосфаты.