Metabolismus tetrapyrolů: porfyrinů a žlučových barviv

Prezentace na téma: "Metabolismus tetrapyrolů: porfyrinů a žlučových barviv"— Transkript prezentace:

1 Metabolismus tetrapyrolů: porfyrinů a žlučových barviv
Vladimíra Kvasnicová

2 Tetrapyroly = organické sloučeniny obsahující 4 pyrolové kruhy 4 x
cyklické tetrapyroly: porfyrinogeny a porfyriny (meziprodukty syntézy hemu, hem) lineární tetrapyroly: žlučová barviva (produkty odbourávání hemu)

3 HEM je metaloporfyrin Obrázky převzaty z a (leden 2008)

4 Pořadí a druh substituentů určuje typ porfyrinu
Obrázek převzat z (leden 2008)

5 Pyrol hemoglobin Obrázky převzaty z a z (březen 2007)

6 Struktura hemu cyklický tetrapyrol různě substituované pyrolové cykly
patří mezi porfyriny (hem = Fe-protoporfyrin IX) obsahuje: konjugovaný systém dvojných vazeb → červené zbarvení 4 atomy dusíku (N) 1 železnatý kation (Fe2+) → vázán uprostřed tetrapyrolového skeletu koordinačně kovalentními vazbami

7 Koordinační číslo železa v hemu = 6
6 vazeb: 4x pyrolový kruh 1x vazba na protein 1x vazba kyslíku polypeptidový řetězec polypeptidový řetězec Obrázek převzat z (leden 2008)

8 Syntéza hemu hlavně v kostní dřeni (Hb) a játrech (cytochromy)
mitochondrie / cytoplazma / mitochondrie substráty: sukcinyl-CoA + glycin významné meziprodukty: kys. -aminolevulová (= 5-aminolevulová, ALA) porfobilinogen (PBG = derivát pyrolu) uroporfyrinogen III (= 1. porfyrinogen– prekurzor hemu) protoporfyrin IX (= přímý prekurzor hemu)

9 Porfyriny vyskytující se v přírodě
symetrické / asymetrické uspořádání substituentů A = acetát, P = propionát, M = methyl Obrázek převzat z knihy Harper´s Illustrated Biochemistry 26th ed./ R.K.Murray; McGraw-Hill Companies, 2003, ISBN

10 asymetrické uspořádání substituentů (methylů M)
M = methyl, V = vinyl, P = propionát asymetrické uspořádání substituentů (methylů M) ferochelatáza (= hemsyntáza) citlivá na nedostatek železa inhibována těžkými kovy, hlavně olovem Obrázek převzat z knihy Harper´s Illustrated Biochemistry 26th ed./ R.K.Murray; McGraw-Hill Companies, 2003, ISBN

11 Obrázek převzat z knihy: Color Atlas of Biochemistry / J. Koolman, K.H.Röhm. Thieme ISBN

12 pyrol 2x ALA Obrázek převzat z knihy Harper´s Illustrated Biochemistry 26th ed./ R.K.Murray; McGraw-Hill Companies, 2003, ISBN

13 4 x Obrázek převzat z knihy Harper´s Illustrated Biochemistry 26th ed./ R.K.Murray; McGraw-Hill Companies, 2003, ISBN

14 Syntéza hemu - REGULACE
ALA-syntáza klíčový regulační enzym synt. hemu ve všech tkáních absolutně závislá na pyridoxalfosfátu ALA-syntáza 1 (játra) inhibována hemem i hematinem (zpětná vazba) regulace na úrovni transkripce (represe) i alostericky mnoho léků  množství ALA-syntázy v buňce ( konc. hemu) ALA-syntáza 2 (erytroblasty) není zpětná inhibice hemem ani indukce léky regulace na úrovni dostupnosti Fe (ovlivňuje translaci)

15 Obrázek převzat z knihy: Color Atlas of Biochemistry / J. Koolman, K.H.Röhm. Thieme ISBN

16 Poruchy syntézy hemu PORFYRIE vrozené nebo získané
klasifikace podle defektního enzymu biosyntézy pekurzory hemu se hromadí v těle (kůže) a jsou vylučovány močí nebo stolicí (tmavé zbarvení) neuropsychické poruchy, fotosenzitivita otrava olovem – hromadí se ALA (krev, moč) (inhibice porfobilinogen syntázy)

17 Odbourávání hemoglobinu a hemu
buňky retikulo-endoteliálního systému (RES) sleziny, kostní dřeně, jater, podkoží Hb uvolněný z erytrocytů v oběhu je rychle vychytán haptoglobinem → RES volný hem je v krvi vázán na hemopexin HEMOGLOBIN → 4x globin + 4x hem globinové řetězce → aminokyseliny hem → Fe3+ + CO + biliverdin → žlučová barviva → stolice

18 Obrázek převzat z knihy: Color Atlas of Biochemistry / J. Koolman, K.H.Röhm. Thieme ISBN

19 zelený červenooranžový
Obrázek převzat z (leden 2008)

20 bilirubin-diglukosiduronát = konjugovaný bilirubin
je rozpustný ve vodě → tzv. „přímý bilirubin“ Obrázek převzat z (leden 2008)

21 Označování bilirubinu v klinice
rozpustnost ve vodě označení výskyt nekonjugovaný nerozpustný (přenášen na albuminu) nepřímý krev konjugovaný rozpustný přímý žluč (moč) v krvi:  nepřímý + přímý = celkový bilirubin do 17 mol/L

22 Bilirubin SOUHRN vyloučení z organismu
Obrázek převzat z (duben 2007)

23 Hyperbilirubinémie → žloutenka = ikterus
Obrázky převzaty z: (leden 2008)

24 Hyperbilirubinémie → žloutenka = ikterus
příčina žloutenka BILI v séru BILI v moči UBG v moči UBG ve stolici prehepatální hemolytická  nepřímý ne  hepatální při poškození jater  oba: nepřímý a přímý ano  posthepatální obstrukční  přímý nepřímý = nekonjugovaný = nerozpustný ve vodě (nepolární) = vázán na albumin přímý = konjugovaný = rozpustný ve vodě