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Häm
Weiteres empfehlenswertes Fachwissen
PorphyrinstrukturHäme sind eisenhaltige Porphyrinkomplexe. Die Häme unterscheiden sich in der Porphyrinstruktur.
Derivate des HämsDerivate des Häms (genauer Häm b) unterscheidet man nach der Art der beiden axialen Liganden und der Oxidationsstufe des Eisen-Ions in der jeweiligen Komplex-Verbindung:
VorkommenHäm b kommt z. B. als eisenhaltiger Farbstoff in den roten Blutkörperchen vor. Zusammen mit dem in den Erythrozyten vorkommenden Eiweiß, dem Globin, bildet es Hämoglobin, das für die Sauerstoffaufnahme des Körpers eine zentrale Rolle spielt. Häme kommen als prosthetische Gruppe in folgenden Proteinen (Cytochromen) vor:
BiosyntheseIm menschlichen Körper geht die Biosynthese aller Häme von Succinyl-CoA und der Aminosäure Glycin aus. Die δ-Aminolävulinatsynthase katalysiert die Verbindung von Glycin und Succinyl-CoA zu α-Amino-β-ketoadipat, welches spontan zu δ-Aminolävulinat decarboxyliert: Pflanzen, Algen, Bakterien (mit Ausnahme der Alphaproteobacterien) sowie Archeaebakterien können δ-Aminolävulinat auch ausgehend von Glutaminsäure herstellen, was als C5- bzw. Beale-Weg bezeichnet wird. Dabei wird die an eine tRNA gebundene Aminosäure durch die Glutamyl-tRNA-Reduktase in Glutamat-1-semialdehyd unter NADPH-Verbrauch reduziert. Dieses wird schließlich in δ-Aminolävulinat umgewandelt, was durch die Glutamat-1-semialdehy-aminotransferase katalyisiert wird. Es wurde indes noch nicht nachgewiesen, dass Bakterien sowohl den C5-Weg wie auch den oben beschriebenen Syntheseweg über die δ-Aminolävulinatsynthase besitzen [1][2]. Vier dieser Moleküle werden von der PBG-Desaminase unter Abspaltung von vier Ammoniak zu Hydroxymethylbilan umgesetzt. Weitere Umwandlungen erfolgen schrittweise über Uroporphyrinogen III (PBG-Isomerase) und Koproporphyrinogen III (Uroporphyrinogendecarboxylase) zu Protoporphyrinogen IX (Koproporphyrinogen-Oxidase) und Protoporphyrin IX (Protoporphyrinogen-Oxidase). In letzteres baut die Ferrochelatase noch ein zweiwertiges Eisen ein und das Häm (Häm b) ist fertig.
Abbau und AusscheidungDie Abbauprodukte des Häms heißen Gallenfarbstoffe. Die Hämooxygenase wandelt das rote Häm noch im Blut unter Sprengung des Porphyrinrings und unter Eisen- und Kohlenmonoxidabspaltung zum grünen Biliverdin um. Die Biliverdinreduktase reduziert es zum orange-roten Bilirubin. Ausgeschieden wird es als Bilirubin mit der Galle oder mit dem Kot.
Literatur
Siehe auch
Kategorien: Stoffgruppe | Eisenverbindung | Stickstoffverbindung | Heteroaromat | Komplex | Koenzym/Kofaktor | Farbstoff |
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Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Häm aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. |