Hemoproteini

          Hemoproteini u sastavu svoje molekule kao prostetičnu grupu imaju hem, tj. gvožđe vezano u porfirinskom prstenu, pa se po tome bitno razlikuju od drugih heteroproteina. Često ih zbog toga nazivaju metaloproteidima. U organizmu čoveka ima i drugih metaloproteida, belančevina koje sadrže metale, ali se ovi od hromoproteida razlikuju po tome što se kod njih metal ne nalazi vezan u porfirinskom prstenu, nego drugačije vezan za belančevinsku molekulu. Ovi neporfirinski metaloproteini će biti posebno opisani, jer se ne razlikuju od hromoproteida samo po sadržini metala, nego i po prirodi svoje funkcije.

          Prostetična grupa hemoproteinda imaju boju, te se stoga nekad nazivaju i hromoproteini. Pored boje, od drugih belančevina se razlikuju i po svojoj ulozi, koja nije u pravom smislu gradivna, a još manje uloga izvora energije kao gorivnog materijala. U procesima biološke oksidacije učestvuju direktno ili indirektno. Rašireni su i u biljnom i u životinjskom svetu.

          Hemoproteini su grupa specijalizovanih proteina koji sadrže hem kao čvrsto vezanu prostetičnu grupu. Medicinska biohemija je na prvom mestu zainteresovana za hemoprotein mišića – mioglobin, hemoprotein crvenih krvnih zrnaca – hemoglobin, hemoproteine elektron transportnog sistema – citohrome i enzime – peroksidaze i katalaze. Hem koji sadrže svi navedeni proteini je funkcionalna grupa bitna za transport kiseonika i biološke oksidacije, ali njegova tačna uloga zavisi od okruženja stvorenog trodimenzionalnom strukturom proteinskog dela molekule. Tako u hemoglobinu hem služi da veže kiseonik reverzibilno u plućima i da ga transportuje u periferna tkiva gde ga predaje ćelijama. U mioglobinu hem takođe služi da reverzibilno veže kiseonik ali unutar miokarda i skeletnih mišića gde služi kao zaliha kiseonika. U citohromima hem funkcioniše kao prenosilac elektrona koji se naizmenično oksidiše i redukuje. U peroksidazama i katalazama gvožđe učestvuje u razgradnji vodonik peroksida bilo kao dvo ili trovalentno.

          U svim hemoproteinima hem ima istu strukturu: sastoji se od prstena protoporfirina IX u čijem središtu vezan atom dvovalentnog gvožđa Fe2+ (fero oblik). Protoporfirinski prsten je sačinjen od četiri pirolova prstena (A,B,C, i D) spojenih metenilskim mostovima, a na njima su još prisutne bočne rezidualne grupe. Atom dvovalentnog gvožđa Fe2+ je u centru planarnog protoporfirinskog prstena koji se u tercijarnim strukturama hemoproteina predstavlja kao disk sa ispupčenjem atoma gvožđa u sredini. Upravo ovaj atom gvožđa je neophodan za funkciju hema jer on ima sposobnost vezivanja i transporta kiseonika. Dvovalentni atom gvožđa, kada se nalazi u sklopu porfirinskog prstena može da formira šest veza, četiri koordinativne veze u ravni prstena, sa atomima azota iz pirolovih prstenova, i ostaju još dve slobodne jonske veze jedna iznad i jedna ispod ravni prstena. Jedna od njih služi za povezivanje za polipeptidni lanac globina, a druga je raspoloživa za vezivanje i otpuštanje jedne molekule kiseonika. Zahvaljujući uticaju okruženja u kome se gvožđe nalazi, protoporfirinskog prstena i nepolarnih aminokiselina, pri vezivanju kiseonika gvožđe ostaje u dvovalentnom stanju, pa se prema tome ovde ne radi o oksidaciji nego o oksigenaciji gvožđa. Dvovalentno stanje gvožđa Fe2+ (fero oblik) je neophodan preduslov za vezivanje kiseonika od strane mioglobina i hemoglobina i oksidacija iz fero oblika Fe2+ u trovalentni feri oblik Fe+++ potpuno poništava njihovu biološku funkciju. Nasuprot tome, oksidacija i redukcija gvožđa kada se ono nalazi u sastavu citohroma upravo predstavlja njegovu biološku funkciju. Povremena oksidacija gvožđa u hemoglobinu koja se dešava dejstvom nekih lekova ili kiseoničnih radikala, popravlja se zahvaljujući eritrocitnom enzimu NADH – citohrom B5 reduktazi koja ga ponovo redukuje u fero oblik. Na taj način se štiti biološki veoma važna funkcija hemoglobina.

Postavite pitanje studentima medicine BUDI ZDRAV PRODUZI ZIVOT Twitter
Zamolili bismo Vas da podelite tekst sa svojim prijateljima. Hvala :)

O autoru

Portal "Budi zdrav, produži život" osnovan je od strane studenata medicinskog fakulteta. Postavite pitanje na dnu teksta, a mi ćemo pokušati da odgovorimo na Vaša pitanja u najkraćem mogućem roku. Želite da nas bolje upoznate? Kliknite ovde >>

Napišite Vaš odgovor/pitanje