Biochemie
1. Heem metabolisme
- Belang heem = zuurstof transporteren doorheen lichaam ---> = dr rode
bloedlichaampjes ---> = bevatten hemoglobine
---> hemoglobine =
− 4 proteïne ketens ---> hebben elk een heemcofactor gebonden (=
4 in totaal)
− Verschillende types ---> verschillende genen coderen voor
verschillende ketens
---> switch = v fetaal (HbF) nr adult (HbA) tijdens ontwikkeling --->
want zuurstof spanning = lager bij bloed in placenta = dr verschil
zuurstofspanning
− O2 bindt aan hemoglobine via ijzer = centraal in ring
- Ijzer =
• Niet actief geêxcreteerd ---> = heel actief reguleren =
− nodig omdat ijzer heel reactief/schadelijk kan zijn = schadelijke fenton
reactie = hydroperoxyl vormen =
= 2 radicalen vormen
---> meeste Fe = gebonden aan specifieke eiwitten = vermijden schade
• Verschillende oxidtie toestanden ---> Fe² (= heem) en Fe ³
1
,---> Fe-bindende eiwitten =
- = via protoporphyrine IX-ring = ring v heem zonder ijzer ---> vanaf ijzer bindt = heem
noemen
• Zuurtstoftransport ---> hemoglobine
• Zuurstof opslag ---> myoglobine
• Signalisatie: NO ---> sGC = heem bevattend eiwit ---> NO binden = GMP
uitscheiden
• Redox katalyse + electron transport ---> cytochroom enzyme in lever
- Non-heem bindende eiwitten =
• Fe transport =
− Transferrine = Fe transport in serum = extracellulair -→
• 2 bindingsplaatsen voor Fe
• Hoogste affiniteit voor Fe³ in lichaam ---> geen vrij ijzer als
transferrine in buurt is
− lactoferrine = in melk --->
• antimicrobiële functie = ijzer vasthouden ---> zorgen dat
bacteriën die niet kunnen gebruiken voor eigen metabolisme
• antivirale werking = verminderen binding virussen
• Fe opslag = ferritine ---> intracellulair
− In lever + spieren belangrijk
− Enorme capaciteit voor ijzer ---> 4500 Fe atomen per complex
− Overmaat Fe = amorfe afzetting Fe = hemosiderine
• Fe-S clusters ---> vnl. in mito ---> zo ijzer binden op non-heem eiwit
• Sideroforen = complexe Fe-chelerende structuren --->
− Hoge affinieteit voor Fe³ = hoger dan transferrine
− Geproduceerd dr bacteriën + fungi + protozoa ---> Fe³ opnemen voor
eigen metabolisme
---> iron wars ts gastheer + bacterie =
- Gastheercel = Fe bijhouden in lactoferrine
- Bacterie = Fe via Siderophores
---> bindingsterkte lacteroferrine < siderophores ---> gastheer
neemt Fe af van lichaamscel
---> Lcn 2 = siderocalline = sidrophoor bindend eiwit =
geproduceert dr immuuncellen = binden sidrophoor die Fe
gebonden heeft = Fe terug afnemen
===> heen en terug
---> bacteriën = Stealth siderophores ontwikkelen = hebben
ook hofere affinitiet voor Fe + geen cel v gastheer die tegen werkt
2
---> = nieuw target voor antibiotica
,Fe distributie =
---> elke dag = 1-2 mg per dag inname Fe =
1. Komt binnen via darm
2. Komt in bloed
3. Opgenomen dr transferrine in plasma
4. Transporteren doorheen lichaam
5. Opslaan ijzer =
- In myoglobine in spieren
- In beenmerg ---> voor aanmaak RBC
- Macrofagen
- In lever opslaan via ferritine
---> belangrijkste opslag = in bloed + lever
---> geen opstapeling ijzer = per dag 1-2 mg verlies
Heem functie =
- voornaamste plaats Fe = hemoglobine = 70%
---> Conformatieverandering v proteïne bij biding O2 ---> coöperatieve binding v O2
- No/Co binding in sGC =
• Geen zuurtsof binden
• No + Co binden ---> = toxische gassen ---> signaalfunctie =
1. No/Co bindt aan heem
2. Verbreking met binding His-residu eiwit = conformatieverandering
3. Productie cGMP
---> productie bij binding CO < bij binding NO
Heem structuur =
- Productie = in alle weefsels ---> vooral in beenmerg + lever
- Structuur = planaire molecule = redelijk vlak ---> dr geconjungeerde structuur =
afwisseling van dubbele + enkelvoudige bindingen
---> typische rode kleur bloed = geconjungeerde structuur absorbeert bepaalde
golflengte v licht ---> = zorgen voor rode kleur
- Essentiële component = Fe² ---> ring rond Fe² = protoporfyrine IX
3
, ---> protoforfyrine =
- 4 pyrrool ringen
• bestaat uit C + H + N
• zijn aan elkaar gekoppeld
• posities 1 – 8 voor substituenten ---> = zijketens --->
beperkt aantal opties voor binding
- Porferinogenen = voorgangers = hebben enkel enkele bindingen = geen conjungatie
- Intermediairen tijdens heemsynthese =
---> opstapelen dr opstapeling in enzymen ---> = toxisch ---> = zorgen voor ziekte
porfyrie
---> = paarse – diep rode urine
Algemeen overzicht biosynthese heem =
---> plaats =
- Begin = deel in mito ---> bouwstenen
komen dr voor
- Midden = in cytosol
- Eind = mitochondriën ---> ook
synthese reguleren daar
---> enzymen = 8 in totaal ---> = 8 reacties ---
> fout in 1/8 enzymes = porferie ontstaan =
dr opstapeling intermediairen ---> toxisch
1. Eerste reactie =
= in mitochondriën --->
Succinyl-CoA + glycine ---> aminolevulinate = ALA
---> dr enzym = ALA-synthase
---> verloren gaan =
- CoA
- CO2
---> = snelheidsbepalende stap = beslissen als synthese
Ziekte = X-gelinkte protoporfyrie = doorgaat of niet
Zorgen voor MEER aanmaak ALA ---> = ---> logisch: ergnes anders stoppen = toxisch
meer toxische intermediairen aanmaken intermediair krijgen = zorgen voor ziekte in cel
4
1. Heem metabolisme
- Belang heem = zuurstof transporteren doorheen lichaam ---> = dr rode
bloedlichaampjes ---> = bevatten hemoglobine
---> hemoglobine =
− 4 proteïne ketens ---> hebben elk een heemcofactor gebonden (=
4 in totaal)
− Verschillende types ---> verschillende genen coderen voor
verschillende ketens
---> switch = v fetaal (HbF) nr adult (HbA) tijdens ontwikkeling --->
want zuurstof spanning = lager bij bloed in placenta = dr verschil
zuurstofspanning
− O2 bindt aan hemoglobine via ijzer = centraal in ring
- Ijzer =
• Niet actief geêxcreteerd ---> = heel actief reguleren =
− nodig omdat ijzer heel reactief/schadelijk kan zijn = schadelijke fenton
reactie = hydroperoxyl vormen =
= 2 radicalen vormen
---> meeste Fe = gebonden aan specifieke eiwitten = vermijden schade
• Verschillende oxidtie toestanden ---> Fe² (= heem) en Fe ³
1
,---> Fe-bindende eiwitten =
- = via protoporphyrine IX-ring = ring v heem zonder ijzer ---> vanaf ijzer bindt = heem
noemen
• Zuurtstoftransport ---> hemoglobine
• Zuurstof opslag ---> myoglobine
• Signalisatie: NO ---> sGC = heem bevattend eiwit ---> NO binden = GMP
uitscheiden
• Redox katalyse + electron transport ---> cytochroom enzyme in lever
- Non-heem bindende eiwitten =
• Fe transport =
− Transferrine = Fe transport in serum = extracellulair -→
• 2 bindingsplaatsen voor Fe
• Hoogste affiniteit voor Fe³ in lichaam ---> geen vrij ijzer als
transferrine in buurt is
− lactoferrine = in melk --->
• antimicrobiële functie = ijzer vasthouden ---> zorgen dat
bacteriën die niet kunnen gebruiken voor eigen metabolisme
• antivirale werking = verminderen binding virussen
• Fe opslag = ferritine ---> intracellulair
− In lever + spieren belangrijk
− Enorme capaciteit voor ijzer ---> 4500 Fe atomen per complex
− Overmaat Fe = amorfe afzetting Fe = hemosiderine
• Fe-S clusters ---> vnl. in mito ---> zo ijzer binden op non-heem eiwit
• Sideroforen = complexe Fe-chelerende structuren --->
− Hoge affinieteit voor Fe³ = hoger dan transferrine
− Geproduceerd dr bacteriën + fungi + protozoa ---> Fe³ opnemen voor
eigen metabolisme
---> iron wars ts gastheer + bacterie =
- Gastheercel = Fe bijhouden in lactoferrine
- Bacterie = Fe via Siderophores
---> bindingsterkte lacteroferrine < siderophores ---> gastheer
neemt Fe af van lichaamscel
---> Lcn 2 = siderocalline = sidrophoor bindend eiwit =
geproduceert dr immuuncellen = binden sidrophoor die Fe
gebonden heeft = Fe terug afnemen
===> heen en terug
---> bacteriën = Stealth siderophores ontwikkelen = hebben
ook hofere affinitiet voor Fe + geen cel v gastheer die tegen werkt
2
---> = nieuw target voor antibiotica
,Fe distributie =
---> elke dag = 1-2 mg per dag inname Fe =
1. Komt binnen via darm
2. Komt in bloed
3. Opgenomen dr transferrine in plasma
4. Transporteren doorheen lichaam
5. Opslaan ijzer =
- In myoglobine in spieren
- In beenmerg ---> voor aanmaak RBC
- Macrofagen
- In lever opslaan via ferritine
---> belangrijkste opslag = in bloed + lever
---> geen opstapeling ijzer = per dag 1-2 mg verlies
Heem functie =
- voornaamste plaats Fe = hemoglobine = 70%
---> Conformatieverandering v proteïne bij biding O2 ---> coöperatieve binding v O2
- No/Co binding in sGC =
• Geen zuurtsof binden
• No + Co binden ---> = toxische gassen ---> signaalfunctie =
1. No/Co bindt aan heem
2. Verbreking met binding His-residu eiwit = conformatieverandering
3. Productie cGMP
---> productie bij binding CO < bij binding NO
Heem structuur =
- Productie = in alle weefsels ---> vooral in beenmerg + lever
- Structuur = planaire molecule = redelijk vlak ---> dr geconjungeerde structuur =
afwisseling van dubbele + enkelvoudige bindingen
---> typische rode kleur bloed = geconjungeerde structuur absorbeert bepaalde
golflengte v licht ---> = zorgen voor rode kleur
- Essentiële component = Fe² ---> ring rond Fe² = protoporfyrine IX
3
, ---> protoforfyrine =
- 4 pyrrool ringen
• bestaat uit C + H + N
• zijn aan elkaar gekoppeld
• posities 1 – 8 voor substituenten ---> = zijketens --->
beperkt aantal opties voor binding
- Porferinogenen = voorgangers = hebben enkel enkele bindingen = geen conjungatie
- Intermediairen tijdens heemsynthese =
---> opstapelen dr opstapeling in enzymen ---> = toxisch ---> = zorgen voor ziekte
porfyrie
---> = paarse – diep rode urine
Algemeen overzicht biosynthese heem =
---> plaats =
- Begin = deel in mito ---> bouwstenen
komen dr voor
- Midden = in cytosol
- Eind = mitochondriën ---> ook
synthese reguleren daar
---> enzymen = 8 in totaal ---> = 8 reacties ---
> fout in 1/8 enzymes = porferie ontstaan =
dr opstapeling intermediairen ---> toxisch
1. Eerste reactie =
= in mitochondriën --->
Succinyl-CoA + glycine ---> aminolevulinate = ALA
---> dr enzym = ALA-synthase
---> verloren gaan =
- CoA
- CO2
---> = snelheidsbepalende stap = beslissen als synthese
Ziekte = X-gelinkte protoporfyrie = doorgaat of niet
Zorgen voor MEER aanmaak ALA ---> = ---> logisch: ergnes anders stoppen = toxisch
meer toxische intermediairen aanmaken intermediair krijgen = zorgen voor ziekte in cel
4
