HEM SENTEZİ

1. HEM SENTEZİ

2. Porfinler • “Porphyra” Yunanca MOR anlamına gelir ve koyu kırmızı renkli maddelerdir. • 4 adet metin grubunun meten köprüleri ile oluşturdukları “pirol” halkalarından oluşurlar. • Pirollerin halka dışında kalan köşelerindeki 8 karbon atomuna farklı takılar bağlanarak değişik porfirinler oluşur.

3. Porfirinler • Bir pirol halkasında ki C atomuna bağlanan takılardan • biri kısa bir zincir ise • diğeri uzun bir zincirdir yani tamamen bir simetri vardır Metil CH3 kısa takılardır. Asetik asit CH3COOH Vinil CH2=CH2 uzun takılardır. Propiyonik asit CH3CH2-COOH

5. Başlıca Porfirinler • Doğada I ve III sınıf adı altında toplanan porfirinler mevcuttur. • I sınıf porfirinlerde; Her pirol halkasına önce kısa (küçük) sonra uzun (büyük) takı gelecek şeklilde (simetrik yan zincir) bir diziliş vardır. • III sınıf porfirinlerde; İlk 3 pirolde aynı tekrar varken 4. pirolde önce uzun sonra kısa takı olur. (asimetrik yan zincir)

6. Başlıca Porfirinler • Porfirinler metallerle (özellikle Fe) birleşirler, • Fe+2 > ferroporfirin-hem • Fe+3 > ferriporfirin-hemin adı verilir.

7. Porfirinlerin Biyosentezi • Protoporfirinler endojendir ve sentezde süksinik asit ve glisin iki önemli ön maddedir. • Meten köprüleri, pirollerin N atomları ve komşu C atomları glisinden, • Diğer C atomları ise süksinik asitten yapılır.

8. Porfirinlerin Biyosentezi • İlk reaksiyon, mitokondiride glisin ile sitrik asit döngüsünde oluşan süksinil-KoA nın kondensasyonudur. • Enzim:δ-aminolevülinik asit sentaz (ALA sentaz) ve düzenleyicidir. • Kofaktörü: Pridoksal fasfattır • Kondansasyon ürünü:δ -aminolevülünikasit (ALA) ALA sentaz, porfirin biyosentezinde hız kısıtlayıcı enzimdir

10. Sitozolde İkinci Aşama • Sitozolde 2 molekül ALA, ALA dehidrataz (porfobilinojen sentaz) enzimi ile kondansasyona uğrar ve “ Porfobilinojen” oluşur. • Enzim, Zn içerir. –SH grupları taşır. • Kurşun zehirlenmesinde enzim inaktif hale gelir ve idrarda ALA görülür.

11. Tetra Pirol Yapının Oluşması • 4 adet porfobilinojenin kondansasyonu ve bu sırada yan koldaki amino gruplarının kopup kalan C atomlarının meten köprüleri ile halka oluşturması sonucu halkalı bir tetra pirol oluşur. • Reaksiyon PBG deaminaz (üroporfirinojen I sentaz) tarafından kataliz edilir.

12. Ürün “HİDROKSİMETİLBİLAN” Hidroksimetilbilan, 1- Kendiliğinden “üroporfirinojen I” e dönüşür 2- Üroporfirinojen III kosentazın katalizi ile “üroporfirinojen III” e çevrilir.

14. Üroporfirinojen III, üroporfirinojen dekarboksilazetkisiylekoproporfirinojen III’e dönüştürülür

15. Koproporfirinojen III, mitokondriye taşınır. Mitokondriyal Koproporfirinojen oksidaz, koproporfirinojen III’den protoporfirinojen IX oluşturur.

16. Protoporfirinojen IX’dan, mitokondride protoporfirinojen oksidazetkisiyle, protoporfirin IX oluşur

17. Aktivite için redükleyici ajanlara gereksinim gösterenferroşelataz, protoporfirin IX içerisine demir yerleşimini katalizler ve HEM oluşur

18. Özellikleri • Porfirinler pirol halkalarının azotuna bağlı metal kompleksler oluşturabilirler. • Fe+2 ile oluşan bileşiğe “HEM” • Fe+3 ile oluşan bileşiğe “HEMİN • Mg ile “klorofil” (bitkisel fotosentetik pigment) gibi. • Renkli olan porfirinler “fluoresans” verir. Bu özellik porfirinlerin tanınma reaksiyonudur ve “Soret bandı” olarak bilinir. • Hemoglobin; 4 adet “HEM” in globin molekülü ile oluşturduğu bir proteindir. • Fötüs: Karaciğer • Yetişkin: Eritroid hücrelerde (kemik iliği) sentezlenir.

19. Eritrositlerde Hem Nasıl Sentezlenir? • Kemik iliğinde genç, olgunlaşmamış eritrositlerinin mitokondrileri vardır. Burada oluşan protoporfirin, transferin tarafından dolaşımda taşınan demiri, hücre zarından alır. • Protoporfirin yapısı içine hem sentaz yada ferroşelataz yardımı ile sokulur. • Hem, daha sonra globin ile bağlanmak üzere hücrenin mitokondrisinden dışarı çıkarılır. • Eritrositlerde hücre olgunlaştığında globin+hem bir kez inkorpore olur ve oluşan hemoglobin, eritrositlerin normal yaşam süreleri boyunca (yaklaşık 120 gün) hücre içinde kalır.

20. Hem sentezinin düzenlenmesi • KC’de“hemin” ALA Sentazın geri beslemeli inhibitörüdür: • ALA sentazın mitokondriye geçişini inhibe eder. • Enzimin sentezini baskılar. • Eritrositlerde “hem” aktive edicidir: • Hem kontrollü repressör yoluyla protein sentezini, • Ferroşelataz ve PBG deaminaz regülasyonunu, aktive eder. • Eritroid hücrede, hem biyosentezindeki hız sınırlı basamak bu sebeple “ALA sentaz”dan ziyade, ferrokelataz ve porfobilinogen deaminaz reaksiyonlarındadır.

21. Hem sentezinin düzenlenmesi • Çeşitli basamaklarda substrat ya da kofaktörler gerektirir: • Süksinil KoA (Krebs döngüsü) • Piridoksal fosfat (vitamin B6) • Ferroşelataz (hem sentaz) için; • Demir (II), • Askorbik asit • Sistein

22. Porfiriyalar Hem sentez yolunda anormallikler sonucu oluşan ve ender görülen hastalıklardır. Genetik yada sonradan kazanılmış olabilirler. • Eksiklik • PBG deaminaz • UPG Dekarboksilaz • Kosentaz (UPG III) • KPG oksidaz • Protop oksidaz • Ferroşelataz • Hastalık • Akut intermittan porfiri • Porfiria kutanea tarda • Eritropoetik porfiria • Herediter koproporfiria • Varigate porfiria • Eritropoietik protoporfiria

23. SORU • Porfirinler hakkında hangisi yanlıştır? • Hem sentezinde ara maddelerdir. • Başlıca fonksiyonları hem prekürsörü olmalarıdır. • 400 nm dalga boyunda fleurosans verirler. • Demir veya bakır gibi dört metal atomu içerirler. • Porfirinojenlerin oksidasyonu sonucunda protoporfirin oluşur.