BIOCHEMIE
1. IJZER
IJZER:
Eigenschappen
o Zeer reactief → bindt aspecifiek aan veel ew, en verandert hun structuur
o katalytisch in oxidatiereacties
oxidatietoestanden: Fe2+ en Fe3+ vnl. (ook Fe4+ en Fe6+ )
→ Fe heeft affiniteit voor elektroneg atomen (O,N, S die de e- voorzien
bij binding)
o doorgaans niet geëxcreteerd
Transport en bescherming
o Gespecialiseerde eiwitten reguleren ijzertransport en voorkomen
schadelijke reacties:
Aspecifieke binding van ijzer aan polypeptiden
Fenton-reactie met waterstofperoxide (H₂O₂)te vermijden.
1.1. Ijzer-bindende eiwitten
IJzer (Fe) bindt aan eiwitten via:
1. Heem-proteïnen: IJzer in een protoporfyrine IX-ring, zoals in hemoglobine
(zuurstoftransport) en myoglobine (zuurstofopslag).
o Hemoglobine: Vier ketens met elk een heem-groep. Ontwikkeling verloopt
van embryonaal via foetaal naar adult hemoglobine door genregulatie.
o Heem is ook een prothetische groep in enzymen (bv. katalase, NO-
synthase).
2. Niet-heem proteïnen: IJzer gebonden aan proteïne-liganden, zoals:
, o Transferrine (Fe-transport in serum):
Twee bindingsplaatsen met hoge affiniteit voor Fe³⁺.
→ waar transferrine aanwezig is, is geen vrij Fe³⁺!
Beschermt tegen infecties door vrij Fe³⁺ te binden. (niet-verzadigd)
o Lactoferrine (Fe-binding in melk):
Een glycoproteïne homoloog aan transferrine met twee
bindingsplaatsen.
Beschermt pasgeborenen tegen gastro-intestinale infecties.
Door vrij ijzer te binden, remt lactoferrine de groei van micro-
organismen (bacteriostatische functie).
o Ferritine (Fe-opslag):
Complex van 24 subeenheden, opslagcapaciteit tot 4500 Fe-
atomen.
IJzerbinding en pathogene micro-organismen
Sideroforen: Pathogene micro-organismen secreteren sideroforen, moleculen
met hoge affiniteit voor ijzer. Deze ijzer-gebonden complexen worden door de
pathogenen opgenomen voor metabolisme.
Immuunrespons: Het "innate" immuunsysteem produceert lipocaline 2
(siderocaline), dat sideroforen bindt en zo opname door bacteriën verhindert.
Sommige bacteriën produceren echter "stealth" sideroforen die ontsnappen aan
binding door lipocaline 2.
Klinisch aspect: IJzerstapeling en infectie
Bij ijzerstapeling kan transferrine verzadigd raken, waardoor vrij ijzer
beschikbaar komt in het serum.
Dit verhoogt het risico dat normaal niet-pathogene micro-organismen
pathogeen worden.
Voorbeeld: Vibrio vulnificus, aanwezig in oesters, kan bij personen met vrij
ijzer in serum leiden tot een agressieve infectie en overlijden binnen 24 uur na
consumptie. Gezonde personen blijven meestal symptoomvrij.
1.2. Fe-distributie
1. IJZER
IJZER:
Eigenschappen
o Zeer reactief → bindt aspecifiek aan veel ew, en verandert hun structuur
o katalytisch in oxidatiereacties
oxidatietoestanden: Fe2+ en Fe3+ vnl. (ook Fe4+ en Fe6+ )
→ Fe heeft affiniteit voor elektroneg atomen (O,N, S die de e- voorzien
bij binding)
o doorgaans niet geëxcreteerd
Transport en bescherming
o Gespecialiseerde eiwitten reguleren ijzertransport en voorkomen
schadelijke reacties:
Aspecifieke binding van ijzer aan polypeptiden
Fenton-reactie met waterstofperoxide (H₂O₂)te vermijden.
1.1. Ijzer-bindende eiwitten
IJzer (Fe) bindt aan eiwitten via:
1. Heem-proteïnen: IJzer in een protoporfyrine IX-ring, zoals in hemoglobine
(zuurstoftransport) en myoglobine (zuurstofopslag).
o Hemoglobine: Vier ketens met elk een heem-groep. Ontwikkeling verloopt
van embryonaal via foetaal naar adult hemoglobine door genregulatie.
o Heem is ook een prothetische groep in enzymen (bv. katalase, NO-
synthase).
2. Niet-heem proteïnen: IJzer gebonden aan proteïne-liganden, zoals:
, o Transferrine (Fe-transport in serum):
Twee bindingsplaatsen met hoge affiniteit voor Fe³⁺.
→ waar transferrine aanwezig is, is geen vrij Fe³⁺!
Beschermt tegen infecties door vrij Fe³⁺ te binden. (niet-verzadigd)
o Lactoferrine (Fe-binding in melk):
Een glycoproteïne homoloog aan transferrine met twee
bindingsplaatsen.
Beschermt pasgeborenen tegen gastro-intestinale infecties.
Door vrij ijzer te binden, remt lactoferrine de groei van micro-
organismen (bacteriostatische functie).
o Ferritine (Fe-opslag):
Complex van 24 subeenheden, opslagcapaciteit tot 4500 Fe-
atomen.
IJzerbinding en pathogene micro-organismen
Sideroforen: Pathogene micro-organismen secreteren sideroforen, moleculen
met hoge affiniteit voor ijzer. Deze ijzer-gebonden complexen worden door de
pathogenen opgenomen voor metabolisme.
Immuunrespons: Het "innate" immuunsysteem produceert lipocaline 2
(siderocaline), dat sideroforen bindt en zo opname door bacteriën verhindert.
Sommige bacteriën produceren echter "stealth" sideroforen die ontsnappen aan
binding door lipocaline 2.
Klinisch aspect: IJzerstapeling en infectie
Bij ijzerstapeling kan transferrine verzadigd raken, waardoor vrij ijzer
beschikbaar komt in het serum.
Dit verhoogt het risico dat normaal niet-pathogene micro-organismen
pathogeen worden.
Voorbeeld: Vibrio vulnificus, aanwezig in oesters, kan bij personen met vrij
ijzer in serum leiden tot een agressieve infectie en overlijden binnen 24 uur na
consumptie. Gezonde personen blijven meestal symptoomvrij.
1.2. Fe-distributie
