hemoglobin sintesis.docx

8/10/2019 Hemoglobin Sintesis.docx

1/7

Hemoglobin Sintesis

Sintesis hemoglobin membutuhkan produksi terkoordinasi heme dan globin. Heme adalah

kelompok prostetik yang memediasi pengikatan reversibel oksigen oleh hemoglobin. Globin

adalah protein yang mengelilingi dan melindungi molekul heme.

Sintesis heme

Heme disintesis dalam serangkaian langkah yang melibatkan kompleks enzim dalam

mitokondria dan dalam sitosol sel (Gambar 1). Langkah pertama dalam sintesis heme terjadi

dalam mitokondria, dengan suksinil KoA kondensasi dan glisin oleh ALA sintase untuk

membentuk 5-aminolevulic acid (ALA). Molekul ini diangkut ke sitosol mana serangkaian

reaksi menghasilkan struktur cincin yang disebut coproporphyrinogen III. Molekul ini

kembali ke mitokondria di mana reaksi Selain menghasilkan protoporhyrin IX.

Para ferrochelatase enzim memasukkanbesi ke dalam struktur cincin

protoporfirin IX untuk memproduksi

heme. Gila produksi heme menghasilkan

berbagai anemi. Kekurangan zat besi,

menyebabkan dunia yang paling umum

anemia, mengganggu sintesis heme

sehingga menghasilkan anemia.

Sejumlah obat dan racun secara langsung

menghambat produksi heme dengan

mengganggu enzim yang terlibat dalam

biosintesis heme. Timbal umumnyamenghasilkan anemia yang substansial

oleh sintesis heme menghambat,

terutama pada anak.

Sintesis globin

Dua rantai globin yang berbeda (masing-

masing dengan molekul heme individu)

bergabung untuk membentuk

hemoglobin. Salah satu rantai alfa

ditunjuk. Rantai kedua disebut "non-

alpha". Dengan pengecualian dariminggu-minggu pertama dari

embriogenesis, salah satu rantai globin

alpha selalu. Sejumlah variabel

mempengaruhi sifat rantai non-alpha

dalam molekul hemoglobin. Janin

memiliki rantai non-alpha yang berbeda

disebut gamma. Setelah lahir, sebuah

rantai globin alpha non-berbeda, yang

disebut beta, pasangan dengan rantai

alpha. Kombinasi dari dua rantai alfa dan

dua non-alpha menghasilkan rantai molekul hemoglobin lengkap (total empat rantai per

molekul).

Biosintesis heme

Gambar 1Biosintesis Heme.Para sythesis heme adalah proses kompleks yang

melibatkan beberapa langkah enzimatik. Proses ini

dimulai di mitokondria dengan kondensasi dari

suksinil-CoA dan glisin untuk membentuk 5-

aminolevulinic asam. Serangkaian langkah-

langkah dalam sitoplasma menghasilkan

coproporphrynogen III, yang kembali memasuki

mitokondria. Langkah-langkah enzimatik akhir

memproduksi heme.


2/7

Kombinasi dari dua rantai alfa dan dua rantai gamma bentuk "janin" hemoglobin, disebut

"hemoglobin F". Dengan pengecualian dari 10 sampai 12 minggu pertama setelah konsepsi,

hemoglobin janin adalah hemoglobin utama dalam janin. Kombinasi dari dua rantai alfa dan

dua rantai beta bentuk "dewasa" hemoglobin, juga disebut "hemoglobin A". Meskipun

hemoglobin A disebut "dewasa", menjadi hemoglobin mendominasi dalam waktu sekitar 18

sampai 24 minggu setelah kelahiran.

Pasangan dari satu rantai alfa dan satu non-rantai alpha menghasilkan dimer hemoglobin (dua

rantai). Dimer hemoglobin tidak efisien memberikan oksigen, namun. Dua dimer bergabung

membentuk tetramer hemoglobin, yang merupakan bentuk fungsional hemoglobin.

Karakteristik biofisik kompleks dari hemoglobin tetramer memungkinkan kontrol indah

serapan oksigen di paru-paru dan rilis di jaringan yang diperlukan untuk mempertahankan

kehidupan.

Gen yang menyandikan rantai globin alpha adalah pada kromosom 16 (Gambar 2). Mereka

yang menyandikan non-rantai globin alpha berada pada kromosom 11. Beberapa gen individu

disajikan di situs masing-masing. Pseudogen juga hadir di setiap lokasi. Kompleks alfadisebut "alpha globin lokus", sedangkan kompleks dan non-alfa disebut "lokus globin beta".

Ekspresi gen alpha dan non-alpha erat seimbang dengan mekanisme yang tidak diketahui.

Ekspresi gen yang seimbang diperlukan untuk fungsi sel normal merah. Gangguan

keseim

bangan

mengh

asilkan

ganggu

an

yang

disebut

talasem

ia.

Gambar 2.Representasi skematis dari lokus globin gen. Panel bawah menunjukkan


3/7

Globin

alpha

Lokus

Setiap

kromosom 16 memiliki dua gen globin alpha yang selaras satu setelah yang lain pada kromosom.

Untuk tujuan praktis, dua gen globin alph (disebut alpha1 dan alpha2) adalah identik. Karena

setiap sel memiliki dua kromosom 16, total empat gen globin alpha ada di setiap sel. Masing-

masing dari empat gen memproduksi sekitar seperempat dari rantai globin alpha diperlukan

untuk sintesis hemoglobin. Mekanisme koordinasi ini tidak diketahui. Unsur promotor ada 5

'untuk setiap gen globin alpha. Selain itu, wilayah enhancer kuat disebut kontrol lokus

wilayah (LCR) diperlukan untuk ekspresi gen yang optimal. LCR adalah kilobasa banyak

hulu globin alpha lokus. Mekanisme yang begitu jauh unsur-unsur DNA dari gen

mengendalikan ekspresi mereka adalah sumber investigasi intens. Gen-gen embrio transiently

menyatakan bahwa pengganti alpha sangat awal dalam pembangunan, zeta ditunjuk, juga

dalam lokus globin alpha.

Beta globin Lokus

Gen-gen dalam lokus globin beta disusun berurutan dari 5 'ke 3' dimulai dengan gen

diekspresikan dalam perkembangan embrio (dalam 12 minggu pertama setelah pembuahan;

episolon disebut). Globin beta lokus berakhir dengan gen globin beta dewasa. Urutan gen

adalah: epsilon, gamma, delta, dan beta. Ada dua salinan gen gamma pada setiap kromosom

11. Yang lain yang hadir dalam salinan tunggal. Oleh karena itu, setiap sel memiliki dua gen

globin beta, satu di masing-masing dari dua kromosom 11 dalam sel. Gen ini globin beta dua

mengekspresikan protein globin mereka dalam jumlah yang justru cocok dengan empat gen

globin alpha. Mekanisme dari ungkapan seimbang tidak diketahui.

Sintesis Hemoglobin ontogeni

Gen-gen globin diaktifkan secara berurutan selama pengembangan, bergerak dari 5 'ke 3'

pada kromosom. Gen zeta dari cluster gen globin alpha diekspresikan hanya selama beberapa

minggu pertama embryogensis. Setelah itu, gen globin alpha mengambil alih. Untuk cluster

gen globin beta, epsilon gen diungkapkan awalnya selama embryogensis. Gen gamma adalah

diekspresikan selama perkembangan janin. Kombinasi dari dua gen alpha dan gamma bentuk

dua gen hemoglobin janin, atau hemoglobin F. Sekitar saat kelahiran, penurunan produksi

globin gamma dalam konser dengan kenaikan dalam sintesis globin beta. Sebuah jumlah

yang signifikan hemoglobin janin berlangsung selama tujuh atau delapan bulan setelah lahir.

Kebanyakan orang hanya memiliki jumlah jejak, jika ada, hemoglobin janin setelah bayi.

lokus globin alpha yang berada pada kromosom 16. Masing-masing dari empat gen

globin alpha berkontribusi untuk sintesis protein globin alpha. Panel atas

menunjukkan lokus globin beta. Gen-gen globin gamma dua aktif selama

pertumbuhan janin dan memproduksi hemoglobin F. "dewasa" gen, beta, mengambil

alih setelah lahir.

Manusia hemoglobin

Embrio hemoglobin Hemoglobin janin Dewasa hemoglobin

Gower 1 - zeta (2), epsilon

(2)

Gower 2 - alpha (2), epsilon

(2)Portland-zeta (2), gamma

(2)

hemoglobin F-alpha (2),

gamma (2)

hemoglobin A-alpha (2), beta

(2)

hemoglobin A2-alpha (2),delta (2)


4/7

Kombinasi dari dua gen alpha dan beta terdiri dari dua gen hemoglobin dewasa normal,

hemoglobin A. Gen delta, yang terletak antara gen gamma dan beta pada kromosom 11

menghasilkan sejumlah kecil delta globin pada anak-anak dan orang dewasa. Produk dari gen

globin delta disebut A2 hemoglobin, dan biasanya terdiri kurang dari 3% dari hemoglobin

pada orang dewasa, terdiri dari dua rantai alfa dan dua rantai delta.

Sintesis globin & Struktur

Sintesis dari rantai globin-a, b, d, e, g, dan z, dikendalikan oleh gen struktural pada

kromosom 16 (a, z) dan 11 (b, d, e, g). Lokasi dan laju sintesis bervariasi dari embrio untuk

janin untuk neonatus untuk hidup dewasa.

Empat rantai globin polipeptida disusun berpasangan membentuk

molekul tetrameric atau bagian globin dari hemoglobin. Setiap rantai

globin secara kovalen melekat pada bagian heme.

Para tetramer globin adalah bulat atau elips, yang kira-kira 550nm

diameter. Keempat gugus heme porfirin terletak pada empat belahan

jarak teratur pada permukaan tetramer.

Bagian globin hemoglobin normal yang paling terdiri dari dua rantai

dari kromosom 16 dan dua dari kromosom 11.

Normal rantai mengandung 141 asam amino, rantai yang normal

146 asam amino. Rantai d bervariasi oleh 10 aa; rantai g oleh 39 aa

dibandingkan dengan rantai .


5/7

Sintesis porfirin & Struktur

Heme, bagian prostetik dari hemoglobin, yang disintesis dalam sel

darah merah bernukleus di marow tulang.

Empat unit pirol disusun untuk membentuk struktur cincin: heme,

porphyrinogen, dan porfirin. Ketika dipecah (katabolisme) struktur ini

membentuk molekul dikelilingi tetrapyrrole linier, pigmen empedu,

yaitu. biliverdin.

Biosintesis heme diuraikan skematis pada kartu berikut: 1), urutan

sintetik 2) lokasi sintetis, dan 3) enzim.

Catatan: a) tingkat membatasi langkah sintetik adalah pembentukan dari

suksinil KoA glisin dan d-aminolevulinic acid (ALA).

b) Beberapa langkah kunci berlangsung di mitokondria atau padamembran mitokondria.

c) Porphyrinogens tidak berwarna, tidak stabil, tetrapyrroles bercincin

yang mudah dan ireversibel teroksidasi menjadi merah, porfirin yang

stabil, yang diekskresikan dalam urin atau empedu.

d) Hanya satu porfirin, protoporfirin IX, dipertahankan dan dikonversike heme.


6/7

Sintetis Urutan

Sintetis Lokasi

Enzim kunci


7/7

hemoglobin sintesis.docx

Documents