Heemverbinding
Heemverbindingen (ook wel haem genoemd) zijn complexe verbindingen met een centraal ijzer-ion en een porfyrine (porphyrine) molecule als ligand. De bekendste verbinding is Fe-protoporfyrine IX, ook wel heem b genoemd of kortweg heem.
Heemverbindingen komen als co-factor (prosthetische groep) voor in eiwitten, die cytochromen genoemd worden, zoals in cytochroom A3, dat heem a bevat.
Ook zijn er heemverbindingen zonder ijzer zoals bij haematoporfyrine en chlorofyl. Bij chlorofyl of bladgroen is het ijzer-ion vervangen door een magnesium-ion.
Inhoud |
[bewerk] Structuur
Er zijn verschillende heemverbindingen, die zich van elkaar onderscheiden door de porfyrinestructuur. Er zijn o.a. heem a, heem b, heem c, heem o, heem l, heem m en heem s
| Heem a | Heem b | Heem c | Heem o | |
|---|---|---|---|---|
| PubChem Nummer | 7888115 | 444098 | 444125 | 6323367 |
| Molecuulformule | C49H56O6N4Fe | C34H34O4N4Fe | C34H36O4N4S2Fe | C49H58O5N4Fe |
| funktionele groep aan het C3-atoom | Hydroxyfarnesyl | -CH=CH2 | -CH-(CH3)-SH | Hydroxyfarnesyl |
| funktionele groep aan het C8-atoom | -CH=CH2 | -CH=CH2 | -CH-(CH3)-SH | -CH=CH2 |
| funktionele groep aan het C18-atoom | -CH=O | -CH3 | -CH3 | -CH3 |
[bewerk] Voorkomen
Heem b komt als ijzerhoudende kleurstof voor in de rode bloedcellen. Het samen met rode bloedcellen voorkomende eiwit globine vormt het hemoglobine, dat een centrale rol speelt bij de zuurstofopname van het lichaam.
| Holoproteïne | Heemgroep (in monomeer) |
|---|---|
| Hemoglobine | Heem b |
| Myoglobine | Heem b |
| Catalase | Heem b |
| Succinaat dehydrogenase | Heem b |
| Cytochroom C reductase | 2x Heem b, Heem c |
| Cytochroom C oxidase | 2x Heem a |
| Cytochroom C peroxidase | Heem b |
| Cytochroom P450 oxidase | Heem b |
[bewerk] Biosynthese
In het menselijk lichaam gaat de biosynthese van alle heemverbindingen uit van succinyl-CoA en het aminozuur glycine. De delta-aminolävulinaatsynthase catalyseert de binding van glycine en succinyl-CoA tot α-Amino-β-ketoadipaat, dat spontaan naar δ-Aminolävulinaat decarboxyleerd. Vier van deze moleculen worden door het PBG-desaminase enzym onder afsplitsing van vier ammoniakmoleculen in hydroxymethylbilaan omgezet. Verdere synthese vindt stap voor stap plaats door omzetting van uroporphyrinogen III (PBG-isomerase) en koproporphyrinogen III (uroporphyrinogendecarboxylase) in protoporphyrinogen IX (coproporphyrinogen-oxidase) en protoporphyrin IX (protoporphyrinogen-oxidase). Als laatste stap bouwt het ferrochelatase enzym nog een tweewaardig ijzer-ion in en is de heemverbinding af.
Pathologie: Bij praktisch elk betrokken enzym kan een defect ontstaan wat aanleiding is tot een typisch subtype van porfyrie.
[bewerk] Afbraak en uitscheiding
De afbraakproducten van de heemverbindingen zijn de galkleurstoffen en worden via de gal uitgescheiden.
[bewerk] Genen
De volgende genen zijn betrokken bij de synthese van heem:
- ALAD: aminolevuliniczuur, delta-, dehydratase
- ALAS1: aminolevulinaat, delta-, synthase 1
- ALAS2: aminolevulinaat, delta-, synthase 2 (sideroblastic/hypochromic anemia)
- CPOX: coproporphyrinogen oxidase
- FECH: ferrochelatase (protoporphyria)
- HMBS: hydroxymethylbilane synthase
- PPOX: protoporphyrinogen oxidase
- UROD: uroporphyrinogen decarboxylase
- UROS: uroporphyrinogen III synthase (congenital erythropoietic porphyria)
[bewerk] Galerij
