close
Məzmuna keç

Hem

Vikipediya, azad ensiklopediya

Hem müxtəlif zülalların, xüsusən də qan dövranı sistemində oksigen daşıyan hemoqlobinin bir komponenti kimi xidmət edən halqa formalı dəmir tərkibli molekuldur. O, iki vinil və iki propion turşusu yan zənciri olan dörd pirrol halqasından ibarətdir.[1] Hem həm sümük iliyində, həm də qaraciyərdə biosintez olunur.[2]

Hem B-nin Fe- protoporfirin 9-cu alt vahidinin boşluq doldurma modeli. Ox ligandları buraxılmışdır. Rəng sxemi: boz=dəmir, mavi=azot, qara=karbon, ağ=hidrogen, qırmızı=oksigen

Funksiya

[redaktə | vikimətni redaktə et]
Mitoxondrial elektron ötürmə zəncirində elektron daşıyıcısı olan histidinə bağlanan suksinat dehidrogenazın hem qrupu. Böyük, yarı şəffaf kürə dəmir ionunun yerini göstərir.

Hemoproteinlər diatomik qazların daşınması, kimyəvi kataliz, diatomik qazların aşkarlanması və elektron ötürülməsi daxil olmaqla müxtəlif bioloji funksiyalara malikdir. Hem dəmiri elektron ötürülməsi və ya redoks kimyası zamanı elektronların mənbəyi kimi xidmət edir. Peroksidaza reaksiyalarında porfirin molekulu həmçinin elektron mənbəyi kimi xidmət edir. İki atomlu qazların daşınması və ya aşkarlanması zamanı qaz hem dəmirinə bağlanır. İki atomlu qazların aşkarlanması zamanı qaz liqandının hem dəmirinə bağlanması ətrafdakı zülalda konformasiya dəyişikliyinə səbəb olur.[3] Ümumiyyətlə, diatomik qazlar yalnız dəmir Fe(II) kimi reduksiya olunmuş hemə bağlanır, əksər peroksidazlar isə Fe(III) və Fe(IV) arasında dövr edir və mitoxondrial redoks, oksidləşmə-reduksiya proseslərində iştirak edən heme zülalları isə Fe(II) və Fe(III) arasında dövr edir.[4]

Hemoproteinlərin ilkin təkamül funksiyasının molekulyar oksigenin meydana gəlməsindən əvvəl əcdad sianobakteriyalara bənzər orqanizmlərdə ibtidai kükürd əsaslı fotosintez yollarında elektron ötürülməsi olduğu ehtimal edilir.[5]

Hemoglobin pH yüksək olduqda və karbon qazının konsentrasiyası aşağı olduqda ağciyərlərdə oksigenə geri çevrilərək bağlanır. Vəziyyət tərsinə çevrildikdə (aşağı pH və yüksək karbon qazı konsentrasiyası), hemoglobin toxumalara oksigen buraxacaq. Hemoglobinin oksigenə bağlanma affektivliyinin həm turşuluq, həm də karbon qazının konsentrasiyası ilə tərs mütənasib olduğunu bildirən bu fenomen Bor effekti kimi tanınır.[6] Bu təsirin arxasındakı molekulyar mexanizm qlobin zəncirinin sterik təşkilidir; hem qrupuna bitişik yerləşən histidin qalığı, turşu şəraitində (işləyən əzələlərdə həll olmuş karbonat turşusu və s. səbəb olur) müsbət yüklənir və hem qrupundan oksigen buraxır.[7]

Qida üçün sintez

[redaktə | vikimətni redaktə et]

Bitki mənşəli ət əvəzediciləri istehsalçıları soya kökü leqhemoqlobini və mayasını əhatə edən sürətləndirilmiş hem sintez prosesindən istifadə edərək nəticədə yaranan hemi ətsiz (veqan) kotletləri kimi məhsullara əlavə edirlər. Leqhemoqlobin istehsalı üçün DNT soya kök düyünlərindən çıxarılıb və ətsiz burgerlərdə istifadə üçün hem istehsal etmək məqsədilə maya hüceyrələrində yetişdirilib.[8] Bu proses, nəticədə əldə edilən məhsullarda ətli bir dad yaratdığını iddia edir.[9][10]

Səhiyyədə xəstəliklər zamanı

[redaktə | vikimətni redaktə et]

Oksidləşdirici stress altında bəzi hemoproteinlər, məsələn, hemoqlobin, hem protez qruplarını buraxa bilər.[11][12] Bu şəkildə istehsal olunan zülalla əlaqəli olmayan (sərbəst) hem, çox güman ki, sərbəst radikalların istehsalını maneəsiz şəkildə katalizləşdirmək üçün Fenton reaktivi kimi çıxış edə bilən protoporfirin 9-cu halqasının tərkibində olan dəmir atomu səbəbindən yüksək sitotoksik təsirə malikdir.[13] Zülalın oksidləşməsini və aqreqasiyasını, lipid peroksidləşməsi yolu ilə sitotoksik lipid peroksidin əmələ gəlməsini katalizləşdirir və oksidləşdirici stress vasitəsilə DNT-yə zərər verir. Lipofil xüsusiyyətlərinə görə, mitoxondriya və nüvələr kimi orqanoidlərdəki lipid ikiqat təbəqələrini pozur.[14] Sərbəst hemin bu xüsusiyyətləri, müxtəlif hüceyrə növlərini iltihab əleyhinə aqonistlərə cavab olaraq proqramlaşdırılmış hüceyrə ölümünə məruz qalmağa həssaslaşdıra bilər ki, bu da malyariya[15] və sepsis kimi müəyyən iltihabi xəstəliklərin patogenezində əsas rol oynayan zərərli təsirdir.[16]

Xərçəng

[redaktə | vikimətni redaktə et]

Ətdən əldə edilən hem dəmirinin yüksək qəbulu ilə həzm zamanı nitrozamin (N-nitroso) əmələ gəlməsi yolu ilə kolorektal xərçəng riskinin artması arasında əlaqə mövcuddur.[17]

Amerika Xərçəng Tədqiqatları İnstitutu (AICR) və Dünya Xərçəng Tədqiqatları Beynəlxalq Fondu (WCRF) 2018-ci il hesabatında hem dəmir tərkibli qidaların kolorektal xərçəng riskini artırdığına dair məhdud, lakin düşündürücü dəlillərin olduğunu bildiriblər. 2019-cu ildə aparılan bir araşdırmada hem dəmir qəbulunun döş xərçəngi riskinin artması ilə əlaqəli olduğu aşkar edilmişdir.[18]

Genlər

[redaktə | vikimətni redaktə et]

Aşağıdakı genlər hemin əmələ gəlməsinin kimyəvi yolunun bir hissəsidir:

  • ALAD: aminolevulin turşusu, δ-, dehidrataza (çatışmazlıq ala-dehidrataza çatışmazlığı porfiriyasına səbəb olur)[19]
  • ALAS1: aminolevulinat, δ-, sintaz 1
  • ALAS2: aminolevulinat, δ-, sintaz 2 (çatışmazlıq sideroblastik/hipoxrom anemiyaya səbəb olur)
  • CPOX: koproporfirinogen oksidaza (çatışmazlıq irsi koproporfiriyaya səbəb olur)[20]
  • FECH: ferroxelataza (çatışmazlıq eritropoetik protoporfiriyaya səbəb olur)
  • HMBS: hidroksimetilbilan sintaz (çatışmazlıq kəskin aralıq porfiriyaya səbəb olur)[21]
  • PPOX: protoporfirinogen oksidaza (çatışmazlıq müxtəlif porfiriyaya səbəb olur)[22]
  • UROD: uroporfirinogen dekarboksilaza (çatışmazlıq tarda dəri porfiriyasına səbəb olur)[23]
  • UROS: uroporfirinogen 3-cü sintaz (çatışmazlıq anadangəlmə eritropoetik porfiriyaya səbəb olur)

İstinadlar

[redaktə | vikimətni redaktə et]
  1. ↑ Hodgson, Ernest; Roe, R. Michael; Mailman, Richard B; Chambers, Janice E, redaktorlar H // Dictionary of Toxicology (ingilis) (3rd). Academic Press. 2015. 173–184. doi:10.1016/B978-0-12-420169-9.00008-4. ISBN 978-0-12-420169-9. İstifadə tarixi: 21 fevral 2024.
  2. ↑ Bloomer, Joseph R. "Liver metabolism of porphyrins and haem". Journal of Gastroenterology and Hepatology. 13 (3). 1998: 324–329. doi:10.1111/j.1440-1746.1998.01548.x. PMID 9570250.
  3. ↑ Milani, M. "Structural bases for heme binding and diatomic ligand recognition in truncated hemoglobins". J. Inorg. Biochem. 99 (1). 2005: 97–109. doi:10.1016/j.jinorgbio.2004.10.035. PMID 15598494.
  4. ↑ Thom, C. S. "Hemoglobin Variants: Biochemical Properties and Clinical Correlates". Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 3 (3). 2013. doi:10.1101/cshperspect.a011858. PMC 3579210. PMID 23388674.
  5. ↑ Hardison, R. "The Evolution of Hemoglobin: Studies of a very ancient protein suggest that changes in gene regulation are an important part of the evolutionary story". American Scientist. 87 (2). 1999: 126. doi:10.1511/1999.20.809 (inactive 1 iyul 2025).
  6. ↑ Bohr; Hasselbalch, Krogh. "Concerning a Biologically Important Relationship - The Influence of the Carbon Dioxide Content of Blood on its Oxygen Binding". 18 aprel 2017 tarixində arxivləşdirilib.
  7. ↑ Ackers, G. K.; Holt, J. M. "Asymmetric cooperativity in a symmetric tetramer: human hemoglobin". J. Biol. Chem. 281 (17). 2006: 11441–3. doi:10.1074/jbc.r500019200. PMID 16423822.
  8. ↑ Fraser, Rachel Z.; Shitut, Mithila; Agrawal, Puja; Mendes, Odete; Klapholz, Sue. "Safety Evaluation of Soy Leghemoglobin Protein Preparation Derived FromPichia pastoris, Intended for Use as a Flavor Catalyst in Plant-Based Meat". International Journal of Toxicology (ingilis). 37 (3). 11 aprel 2018: 241–262. doi:10.1177/1091581818766318. ISSN 1091-5818. PMC 5956568. PMID 29642729.
  9. ↑ Wired.
  10. ↑ "Silicon Valley gets a taste for food". The Economist. 5 mart 2015. ISSN 0013-0613. İstifadə tarixi: 8 aprel 2019.
  11. ↑ Bunn, H. F.; Jandl, J. H. "Exchange of heme among hemoglobin molecules". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 56 (3). sentyabr 1966: 974–978. Bibcode:1966PNAS...56..974B. doi:10.1073/pnas.56.3.974. PMC 219955. PMID 5230192.
  12. ↑ Smith, M. L.; Paul, J.; Ohlsson, P. I.; Hjortsberg, K.; Paul, K. G. "Heme-protein fission under nondenaturing conditions". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 88 (3). fevral 1991: 882–886. Bibcode:1991PNAS...88..882S. doi:10.1073/pnas.88.3.882. PMC 50918. PMID 1846966.
  13. ↑ Everse, J.; Hsia, N. "The toxicities of native and modified hemoglobins". Free Radical Biology and Medicine. 22 (6). 1197: 1075–1099. doi:10.1016/S0891-5849(96)00499-6. PMID 9034247.
  14. ↑ Kumar, Sanjay; Bandyopadhyay, Uday. "Free heme toxicity and its detoxification systems in humans". Toxicology Letters. 157 (3). iyul 2005: 175–188. Bibcode:2005ToxL..157..175K. doi:10.1016/j.toxlet.2005.03.004. PMID 15917143.
  15. ↑ Pamplona, A.; Ferreira, A.; Balla, J.; Jeney, V.; Balla, G.; Epiphanio, S.; Chora, A.; Rodrigues, C. D.; Gregoire, I. P.; Cunha-Rodrigues, M.; Portugal, S.; Soares, M. P.; Mota, M. M. "Heme oxygenase-1 and carbon monoxide suppress the pathogenesis of experimental cerebral malaria". Nature Medicine. 13 (6). iyun 2007: 703–710. doi:10.1038/nm1586. PMID 17496899.
  16. ↑ Larsen, R.; Gozzelino, R.; Jeney, V.; Tokaji, L.; Bozza, F. A.; Japiassú, A. M.; Bonaparte, D.; Cavalcante, M. M.; Chora, A.; Ferreira, A.; Marguti, I.; Cardoso, S.; Sepúlveda, N.; Smith, A.; Soares, M. P. "A central role for free heme in the pathogenesis of severe sepsis". Science Translational Medicine. 2 (51). 2010: 51ra71. doi:10.1126/scitranslmed.3001118. hdl:2437/115309. PMID 20881280.
  17. ↑ Bastide, Nadia M.; Pierre, Fabrice H. F.; Corpet, Denis E. "Heme iron from meat and risk of colorectal cancer: a meta-analysis and a review of the mechanisms involved". Cancer Prevention Research (Philadelphia, Pa.). 4 (2). fevral 2011: 177–184. doi:10.1158/1940-6207.CAPR-10-0113. ISSN 1940-6215. PMID 21209396.
  18. ↑ Chang, Vicky C; Cotterchio, Michelle; Khoo, Edwin. "Iron intake, body iron status, and risk of breast cancer: a systematic review and meta-analysis". BMC Cancer. 19 (1). 2019: 543. doi:10.1186/s12885-019-5642-0. PMC 6555759. PMID 31170936.
  19. ↑ Plewinska, Magdalena; Thunell, Stig; Holmberg, Lars; Wetmur, James; Desnick, Robert. "delta-Aminolevulinate dehydratase deficient porphyria: identification of the molecular lesions in a severely affected homozygote". American Journal of Human Genetics. 49 (1). 1991: 167–174. PMC 1683193. PMID 2063868.
  20. ↑ Aurizi, C.; Lupia Palmieri, G.; Barbieri, L.; Macri, A.; Sorge, F.; Usai, G.; Biolcati, G. "Four novel mutations of the coproporphyrinogen III oxidase gene". Cellular and Molecular Biology. 55 (1). fevral 2009: 8–15. PMID 19267996.
  21. ↑ Bustad, H. J.; Vorland, M.; Ronneseth, E.; Sandberg, S.; Martinez, A.; Toska, K. "Conformational stability and activity analysis of two hydroxymethylbilane synthase mutants, K132N and V215E, with different phenotypic association with acute intermittent porphyria". Bioscience Reports. 33 (4). 8 avqust 2013: 617–626. doi:10.1042/BSR20130045. PMC 3738108. PMID 23815679.
  22. ↑ Martinez di Montemuros, F.; Di Pierro, E.; Patti, E.; Tavazzi, D.; Danielli, M. G.; Biolcati, G.; Rocchi, E.; Cappellini, M. D. "Molecular characterization of porphyrias in Italy: a diagnostic flow-chart". Cellular and Molecular Biology (Noisy-Le-Grand, France). 48 (8). dekabr 2002: 867–876. ISSN 0145-5680. PMID 12699245.
  23. ↑ Badenas, C.; To Figueras, J.; Phillips, J. D.; Warby, C. A.; Muñoz, C.; Herrero, C. "Identification and characterization of novel uroporphyrinogen decarboxylase gene mutations in a large series of porphyria cutanea tarda patients and relatives". Clinical Genetics. 75 (4). aprel 2009: 346–353. doi:10.1111/j.1399-0004.2009.01153.x. PMC 3804340. PMID 19419417.

Xarici keçidlər

[redaktə | vikimətni redaktə et]
Mənbə — "https://az.wikipedia.org/w/index.php?title=Hem&oldid=9023204"