A porfirinek

Porfirin

NN N

N

Pirrol ésszubsztituciós csoportok *

Fe vagy Mg

Metenil hidak

Magnézium porfirin: klorofil

Vas porfirin: hem, ( hemoglobin, mioglobin, citokromok, katalázok.)

acetát - CH2 - COOH metil - CH3

propionát - CH2 - CH2 - COOH vinil - CH = CH2

*

Heme(Synthesis)

LiverBone marrow

COOH

CH2

CH2

C - S -CoAO =

Succinyl-CoA

COOH

CH2

CH2

C – CH2 – NH2

O

=

Gly

COOH

C – NH2

H

H CO2„addition”

HS-CoA

5- Aminolevulinate (ALA)synthase (PP)in Mithochondria

-aminolevulinate

heme

„condensation” of 2 molecules (dehydration)

-aminolevulinate-dehydraselead-poisoning

2 H2OCOOH

CH2

CH2

C

=

COOH

CH2

C

C

=

CHNHCH2

NH2

propionat

Porphobilinogen

acetát

Feedback

Heme Ferrochelatase

Iron

Controls forHemoglobin: Fe-transfer (Transferrin)Cythochrom,catalase: ALAby heme

A prostatic group for hemoglobin, catalase, myoglobulin, cythorom C

ALA

δ-aminolevulinate

Ferritin

Cosynthase

Synthase

Decarboxylase

Ferro-chelatase

A porfirin szintézis defektusai

A szintáz önmagában uroporfirinogén I-t produkál.

Defektusa (Acut intermittens porfiria) , δ – aminolevulinát és porfobilinogén emelkedéssel jár.

A koszintáz (asszimmetrikus izomerizációval) Uroporfirinogén III-t eredményez.

Defektusa (congenitális erythropoetikus porfiria) uroporfirinogen I emelkedéssel és szövetilerakódással (a fogak vörös fluorescenciát mutatnak UV-fény alatt, a bőr fényszenzitivítást, az erociták éretlenül tönkremennek – a vizelet piros)

A dekarboxiláz coproporfirinogén III-t szintetizál.

Defektusa (porfiria cutánea tarda). A bőr fényérzékeny.

Porhyrin synthesis defects

Synthase alone produces Uroporphyrinogen I (a symmetric isomer). If defect, liver is affected;

Acute intermittent porphyria: increased δ –aminolevulinate and porphobilinogen in liver and urine.

Cosynthase is essential for assymetric isomerisation to form Uroporphyrinogen III. If defect;

Congenital erythropoetic porphyria: increased uroporphyrinogen I depositions (teeth exhibit red fluorescence under U.V. , skin sensitive to light, erythrocytes are prematurely destroyed – urine is red – ).

Decarboxylase produces Coproporphyrinogen III. If defect; Porphyria cutanea tarda: skin is sensitive to light.

Iron transport

Receptor-mediated endocytosis: both the carrier of iron and the receptor are recycled (in 16 min). A liver cell can take up some 20 000 iron atoms per min.

intestines

Fe2+

Ferrooxidase (ceruloplasmin)

Fe3+

Transferrin

Iron-freeapotransferrin

receptor

Y Y

F- Tr Ferrotransferrin

(at pH 7.4 binds to receptor)

Plasma membrane

Extracellularmedium

Coated pit

Fe2+ Reductase

Apotransferrin-receptor complex At pH 5-6, affinity of transferrin

to Fe3+ is less than 106 -fold

has little affinityfor receptor

Y

At pH 7.4

Ferritin

Y

Y

Y

Amikor a transzferrin telítve van Fe3+ ionokkal a felvett vas a májban tárolódik (ferritin).

Transzferrin hiánykor (kongenitális) szabad vas nemcsak a májban hanem a pankreászban, a lépben, több más sejtben is tárolódik, de nem kerül elégséges mennyiség a csontvelőbe (hypochrom microcitás anémia).

Vas tárolási rendellenességek: ha a ferritin nem működik, kötve tartja a vasat haemosiderosis jön létre. A szabad vas viszont toxikus, felhalmozódása a májbancirrhozist, a bőrben fokozott pigmentációt, a pankreászban bronzdiabetest okoz.

A hem bioszintézis szabályozása

Eritroid szövetekben (hemoglobin szintézis) a legfőbb szabályozó a δ – aminolevulinát szintáz (ALAS) E-izoenzime (ALAS-E). Szintézise és funkciója a vas – homeosztázissal koordináltan regulálódik. A hem nem gátolja az ALAS – E – t, viszont gátolja a vas felszabadulását transzferrinből.

Májban (nem – eritroid sejtekben, „háztartási” hem szintézis), a hem azALAS – N szintézisét és feltehetően az enzim aktivitását is gátolja.

Kötött és szabad hem

Kötött hem, mint prosztetikus csoport:

hemoglobin, mioglobin, peroxidáz, foszfodieszteráz, nitrogén monoxid szintáztriptofán pirroláz, quanilát cikláz, citokromok (elektrotranszfer a mitokondriumban, illetve P 450 detoxikációban – utóbbi az új hem 65%-át használja fel),

Szabad hem:

Regulációs szerep transzkripciós folyamatokban

Toxicitás: reaktív oxigéneket (ROS) képez, amelyek oxidatív stresst váltanak ki:lipid peroxidáció (sejtmembrán károsodások), protein peroxidáció (degradáció), DNS károsodás, gyulladásos folyamatok indukálása (endotéliumban és PMN sejtekben), fokozott LDL oxidáció (atherosclerosis).

Degradation of heme to bilirubin

Albumin

O2

Fe2+

(„indirect”)

Májban

COOHO

O O

C

(CH2)2

= O

C

(CH2)2

=O

N C N C

propionátglukuronát

Epe

„Direkt”-bilirubin („soluble”)

Máj

ReabszorbcioVese (vér)

Urobilin

M E M P P M M E

ON N N N O

= =

Urobilinogén

Szterkobilin (bél)

C

OHOH

Antioxidánsok:

Bilirubin, E-vitamin, C-vitamin, urát

Szukcinil-CoA Gly

-Aminolevulinsav

Porfobilinogen

uroporfirinogénekPorfirinek

Idegszövet károsodás : abdominális fájdalom, neuropszichiátriai szimptomák és paralízisek

oxigén lizoszomakárosodásradikálok

degradációs enzimek

bőrkárosodás

O2

A porfirinek szintézise és lebomlása

Hem

(ALA)

„Foto-szenzitivitás”

400nmfény

„excitáció”

Hem

„rossz oldékonyság” antioxidáns

„oldékony”

diagnosztikus

Bilirubin

Bilirubin konjugát UDP

Urobilinogén

Sárgaság:

Hemolitikus anémia: Serum indirekt bilirubin Vizelet ubg Vizelet bilirubin

Hepatitis-cirrhosis: Serum bilirubin ( indir, dir) Széklet ubg

Elzáródásos icterus: Serum direkt bilirubin Széklet ubg

ø

Leonardo da VinciBach, HändelMozartChopinBeethovenSchubertAmundssenStuart Mária

„Farkas emberek” (fotoszenzitivitás)

„Vámpír mítosz” (anémia?)

„Cár-családok” (hemofilia)

van Gogh