Hemoglobin -Thread Not Solved

Hemoglobin adalah metaloprotein pengangkut oksigen yang mengandung besi dalam sel merah dalam darah mamalia dan hewan lainnya. Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein, dan empat gugus heme, suatu molekul organik dengan satu atom besi.

Gugus Heme

Mutasi pada gen protein hemoglobin mengakibatkan suatu golongan penyakit menurun yang disebut hemoglobinopati, di antaranya yang paling sering ditemui adalah anemia sel sabit dan talasemia.

Struktur

Struktur 3-dimensi hemoglobin

Pada pusat molekul terdapat cincin heterosiklik yang dikenal dengan porfirin yang menahan satu atom besi; atom besi ini merupakan situs/loka ikatan oksigen. Porfirin yang mengandung besi disebut heme. Nama hemoglobin merupakan gabungan dari heme dan globin; globin sebagai istilah generik untuk protein globular. Ada beberapa protein mengandung heme, dan hemoglobin adalah yang paling dikenal dan paling banyak dipelajari.

Pada manusia dewasa, hemoglobin berupa tetramer (mengandung 4 subunit protein), yang terdiri dari masing-masing dua subunit alfa dan beta yang terikat secara nonkovalen. Subunit-subunitnya mirip secara struktural dan berukuran hampir sama. Tiap subunit memiliki berat molekul kurang lebih 16,000 Dalton, sehingga berat molekul total tetramernya menjadi sekitar 64,000 Dalton. Tiap subunit hemoglobin mengandung satu heme, sehingga secara keseluruhan hemoglobin memiliki kapasitas empat molekul oksigen:

Reaksi bertahap:

* Hb + O2 HbO2* HbO2 + O2 Hb(O2)2* Hb(O2)2 + O2 Hb(O2)3* Hb(O2)3 + O2 Hb(O2)4

Reaksi keseluruhan:

* Hb + 4O2 -> Hb(O2)4

hemes MayorAda beberapa jenis penting secara biologis heme:Heme aHeme bHeme cHeme o

Nomor PubChem78881154440984441256323367

Rumus kimiaC49H56O6N4FeC34H32O4N4FeC34H36O4N4S2FeC49H58O5N4Fe

Kelompok fungsional pada C3Hydroxyfarnesyl-CH = CH2-CH-(CH3)-SHHydroxyfarnesyl

Kelompok fungsional pada C8-CH = CH2-CH = CH2-CH-(CH3)-SH-CH = CH2

Kelompok fungsional di C18-CH = O-CH3-CH3-CH3

Struktur Heme B

Heme A[2]Heme A disintesis dari Heme B. Dalam dua reaksi sekuensial a-hydroxyethylfarnesyl bagian 17 (biru) ditambahkan pada posisi 2 dan aldehida (ungu) ditambahkan pada posisi 8.Nomenklatur ditampilkan dalam warna hijau.[3]Yang umum terbanyak jenisheme B; jenis penting lainnya termasukA hemedanC hemesurat Terpencil. hemes biasanya ditunjuk modal dengan huruf sementara hemes terikat dengan protein yang ditunjuk oleh huruf kecil.Sitokrom yang mengacu pada A heme dalam kombinasi tertentu dengan protein membran membentuk sebagian darisitokrom c oksidase.[sunting]hemes Lain Heme Ladalah turunan dari B kovalen heme yang melekat pada protein laktoperoksidase, peroksidase eosinofil dan peroksidase tiroid.Penambahan peroksida dengan-glutamil 375 dan Aspartyl-225 bentuk ester laktoperoksidase ikatan antara residu asam amino dan 1 heme - dan 5-metil kelompok, masing-masing.ester obligasi serupa dengan dua kelompok metil diperkirakan terbentuk dalam peroksidase eosinofil dan tiroid.Heme L merupakan salah satu ciri penting dari peroksidase hewan; peroksidase tanaman menggabungkan heme B. Laktoperoksidase dan peroksidase eosinofil adalah enzim-enzim pelindung bertanggung jawab atas kerusakan menyerang bakteri dan virus.Thyroid peroxidase adalah enzim yang mengkatalisis reaksi biosintesis hormon tiroid penting.Karena laktoperoksidase menghancurkan menyerang organisme di paru-paru dan kotoran, diperkirakan menjadi enzim pelindung penting. Heme Madalah turunan dari B heme kovalen terikat di situs aktifmyeloperoxidase.Heme M juga mengandung obligasi ester dua pada 1 heme - dan 5-gugus metil, sebanyak peroksidase mamalia lainnya.Selain itu, yang uniksulfoniumion hubungan antara sulfur residu asam amino methionyl dan kelompok 2-vinyl heme terbentuk, enzim ini memberikan kemampuan yang unik dengan mudah mengoksidasikloridadanbromidaion.Myeloperoxidase hadir dalam neutrofil mamalia dan bertanggung jawab untuk menghancurkan bakteri dan virus.Hal ini juga mensintesishypobromiteoleh "kesalahan" yang merupakan senyawa mutagenik dikenal. Heme Dmerupakan turunan dari B heme, tetapi di mana rantai samping asam propionat pada karbon posisi 6, cincin III terikat dengan karbon ini baik melalui ikatan CC yang biasa, tetapi juga oleh oksigen karboksil, memberikan D hem cincin kelima dan suatu lakton.Ring III juga dihidroksilasi pada posisi 5, dalam konformasi trans ke grup lakton baru.[4]Heme D adalah situs untuk pengurangan oksigen ke air dari berbagai jenis bakteri pada tegangan oksigen rendah. Heme Sberkaitan dengan heme B oleh seorang yang memilikiformilkelompok di posisi 2 di tempat-vinil kelompok 2.S heme ditemukan dalam hemoglobin cacing laut.Struktur yang benar B dan S heme heme pertama kali dijelaskan oleh ahli kimia JermanHans Fischer.Namasitokrombiasanya (tetapi tidak selalu) mencerminkan jenis hemes mengandung: sitokrom berisi heme A, sitokrom c C mengandung heme, dll

SintesisRincian sintesis heme dapat ditemukan dalam artikel diporfirin.

Sintesis heme dalamsitoplasmadanmitokondria.Proses enzimatik yang menghasilkan heme benar disebutporfirinsintesis, karena semua perantara adalahtetrapyrrolesyang diklasifikasikan sebagai porfirin kimia.Proses ini sangat kekal di biologi.Pada manusia, jalur ini berfungsi hampir secara eksklusif untuk membentuk heme.Dalam spesies lain, ia juga menghasilkan zat yang sama seperticobalamin(vitamin B12).Jalur ini diawali dengan sintesisasam D-aminolevulinic(DaLA atau ALA) dariasam aminoglisindansuksinil-CoAdarisiklus asam sitrat(Krebs cycle).The-membatasi tingkat enzim yang bertanggung jawab untuk reaksi,sintase ALA,secara ketat diatur oleh intraselulerbesikadar dan konsentrasi heme.A-besi tingkat rendah, misalnya, dalamkekurangan zat besi, menyebabkan penurunan sintesis porfirin, yang mencegah akumulasi dari intermediet beracun.Mekanisme ini penting terapeutik: infusarginate hemeatauhematindapat membatalkan seranganporfiriapada pasien dengankesalahan metabolisme bawaandari proses ini, dengan mengurangi transkripsi ALA sintase.Organ terutama yang terlibat dalam sintesa heme adalahhatidansumsum tulang, meskipun setiap sel memerlukan heme dapat berfungsi dengan baik.Heme dipandang sebagai penengah dalam katabolisme molekul hemoglobin dalam prosesmetabolisme bilirubin.[sunting]DegradasiDegradasi dimulai di dalam makrofag dalamlimpa, yang menghapus dan merusak eritrosit tua dari peredaran.Pada langkah pertama, heme dikonversi menjadibiliverdinoleh enzimheme oxygenase(HOXG).NADPHdigunakan sebagai agen pereduksi, oksigen molekul memasuki reaksi,karbon monoksida(CO) yang dihasilkan dan besi yang dilepaskan dari molekul sebagaiIon besi(Fe3 +).Selain itu, degradasi heme tampaknya merupakan respon dilestarikan evolusi terhadap stres oksidatif.Secara singkat, ketika sel-sel yang terpapar radikal bebas, ada induksi cepat ekspresi dari isoenzyme stres oksigenase heme responsif-1 (Hmox1) yang catabolizes heme (lihat di bawah).Alasan mengapa sel harus meningkat secara eksponensial kemampuan mereka untuk mendegradasi heme dalam respon terhadap stres oksidatif masih belum jelas tetapi ini tampaknya menjadi bagian dari respon sitoprotektif yang menghindari efek buruk dari heme bebas. HMOX1 / 2 heme --------------> biliverdin + Fe 3 + / \ H + NADPH NADP + + O 2 CODalam reaksi kedua, biliverdin dikonversi menjadi bilirubin olehreduktase biliverdin(BVR): BVR bilirubin -----------> biliverdin / \ H + NADPH NADP + +Bilirubin diangkut ke dalam hati terikat dengan protein (albumin serum), dimana terkonjugasi denganasam glukuronatuntuk menjadi lebih larut air.Reaksi ini dikatalisis olehtransferase UDP-glukuronatenzim (UDPGUTF). UDPGUTF bilirubin + 2 diglucuronide bilirubin UDP-glucuronate ------------> \ 2 UMP + 2 PiBentuk bilirubin yang dikeluarkan dari hati padaempedu.Parabakteri ususdeconjugatediglucuronide bilirubindan mengkonversi bilirubin untukurobilinogens.urobilinogen Beberapa diserap oleh sel-sel usus dan diangkut ke dalam ginjal dan dikeluarkan dengan urin.Sisanya bergerak ke bawah saluran pencernaan dan dikonversi menjadistercobilinogen.Hal ini teroksidasi untukstercobilin, yang diekskresikan dan bertanggung jawab atas warnatinja.[sunting]Heme dalam kesehatan dan penyakitDalam homeostasis, reaktivitas heme dikendalikan oleh penyisipan ke dalam "kantong heme" dari hemoproteins.Di bawah stres oksidatif Namun, beberapa hemoproteins, misalnya hemoglobin, dapat melepaskan kelompok prostetik heme mereka.Terikat (gratis) heme-protein-non dihasilkan dengan cara ini menjadi sangat sitotoksik, kemungkinan besar disebabkan oleh atom Fe yang terkandung dalam perusahaan IX cincin protoporfirin, yang dapat menjalanikimia Fentonuntuk mengkatalisis secara tak terkekang produksi radikal bebas.Properti heme bebas dapat menyadarkan berbagai jenis sel untuk mengalamikematian sel diprogramdalam menanggapi pro-inflamasi agonis.Ini efek merusak adalah berpikir untuk memainkan peran penting dalam patogenesis penyakit radang tertentu sepertimalaria.[5][sunting]GenGen berikut merupakan bagian dari jalur kimia untuk pembuatan heme: ALAD: asam aminolevulinic, delta-,dehydratase ALAS1: aminolevulinate, delta-, sintasa 1 ALAS2: aminolevulinate, delta-, sintase 2 (sideroblastic / anemia hipokrom) CPOX: coproporphyrinogenoksidase FECH:ferrochelatase(protoporphyria) HMBS: hydroxymethylbilanesintase PPOX: protoporphyrinogenoksidase UROD:uroporphyrinogendekarboksilase Uros:uroporphyrinogenIIIsintase(erythropoietic porfiria bawaan)

[hide]vdeEnzimkofaktor

Aktif bentukvitaminTPP / ThDP(B1)FMN,FAD(B2)NAD+,NADH,NADP+,NADPH(B3)Koenzim A(B5)PLP / P5P(B6)Biotin(B7)THFA / H4FA,DHFA / H2FA,MTHF(B9)AdoCbl,MeCbl(B12)Asam askorbat(C)phylloquinone(K1,Menaquinone(K2)Koenzim F420

non-vitaminATPCTPSAMePapGSHKoenzim BKoenzim F430Koenzim MKoenzim QHeme / hem(A,B,C,O)lipoat AsamMethanofuranMolybdopterin/Molibdenum kofaktorPQQTHB / BH4THMPT / H4MPT

mineralCa2 +Cu2 +Fe2 +,Fe3 ++Mg2Mn2 +MoNi2 +SeZn2 +

Bentuk dasarvitamin:lihatvitamin

M:NUTcof,enz,bertemunoco,nuvi,sysi/Epon,bertemuobat (A8/11/12)