Кіріспе

Протопорфир феррокелатазасы (EC 4.98.1.1, бұрын EC 4.99.1.1, немесе феррокелатаза; жүйелі атауы протогема ферролиаза (протопорфирін құраушы)) - адамда FECH генінде кодталған фермент. Феррохелатаза гема биосинтезінің сегізінші және соңғы сатысын катализдеп, протопорфирин IX гема В- ға айналдырады. Ол реакцияны катализдейді: протогема + 2 H+ = протопорфирин + Fe2+

Функция

Феррохелатаза гема В- ді қалыптастыру үшін гема биосинтезі жолындағы протопорфирин IX- ға темірдің кіруін катализдейді. Фермент ішкі митохондриялық мембрананың матрицаға қараған жағында орналасқан. Феррохелатаза - тетрапирол құрылымдарына екі қымбат металл катиондарын қосатын ферменттер отбасының ең танымал мүшесі. Гема В көптеген ақуыздар мен ферменттердегі маңызды кофактор болып табылады. Атап айтқанда, гема b қызыл қан клеткаларындағы гемоглобиннің және бұлшық еттердегі миоглобиннің оттегі тасымалдаушысы ретінде маңызды рөл атқарады. Сонымен қатар, гема В цитохром б- де кездеседі, ол Q цитохром c оксидоредуктазаның (III кешен) окистенуші фосфорилданудағы негізгі компоненті болып табылады.

Құрылымы

Адам феррохелатазасы - екі 359 амин қышқылы полипептидтік тізбектерден тұратын гомодимер. Оның жалпы молекулалық салмағы 85,07 кДа. Әрбір кіші бірлік бес аймақтан тұрады: митохондриялық локализация тізбегі, N терминалды домен, екі бүлінген домен және C терминалды кеңейту. 162 қалдықтары митохондриялық локализация доменін құрайды, ол трансляциялық модификациядан кейін бөлініп шығады. Қиылған домендер жалпы 17 α спираль мен 8 β табақты қамтиды. C терминалды кеңейтуде катализдік темір- күкірт кластерін (2Fe 2S) үйлестіретін төрт цистеин қалдықтарының үшеуі (Cys403, Cys406, Cys411) бар. Төртінші координациялық цистеин N терминал доменінде (Cys196) орналасқан. Феррокелтазаның белсенді қалтасы екі гидрофобты "жеке" және гидрофильді ішкі бөліктен тұрады. 300311 жоғары сақталған қалдықтардан тұратын гидрофобтық иілгіштер ішкі митохондриялық мембранаға қарайды және мембрана арқылы аз ерійтін протопорфирин IX субстратының және гема өнімінің өтуін жеңілдетеді. Белсенді сайт қалтасының ішкі жағында протопорфириннен протон алуды жеңілдететін өте консервацияланған қышқыл беті бар. Гистидин мен аспартат қалдықтары ферменттің митохондриялық матрица жағындағы белсенді орынның ортасынан шамамен 20 ангстром қашықтықта металл байланысын үйлестіреді. Кейінгі зерттеулер протопорфириннің адам феррокелатазасына 100 пайыз бұзылуын көрсетті. Жоғары консервацияланған гистидин қалдықтары (B. subtilis-те His183, адамда His263) бұрмалау түрін анықтау үшін маңызды, сондай-ақ протопорфириннен бастапқы протон қабылдағышы ретінде әрекет етеді. Аниондық қалдықтар протонның каталитикалық гистидиннен алыстауына мүмкіндік беретін жолды құрайды. Белсенді орындағы екі аргинин және тирозин қалдықтары (Arg164, Tyr165) соңғы металлануды жүзеге асыра алады. Ауру FECH- тегі әр түрлі мутациялардың нәтижесінде пайда болуы мүмкін, олардың көпшілігі клиникалық проникновность төмен аутосомдық доминантты түрде әрекет етеді. Клиникалық тұрғыдан алғанда, ЭПП- мен ауыратын науқастарда симптомсыздан бастап өте ауыр фотосессивтілікке дейінгі түрлі симптомдар болады. Іріктік ауруларының 5% - дан кемінде протопорфириннің бауырда жиналуы холестазға (бауырдан жұқа ішекке өт ағынының бұзылуы) және бауырдың соңғы сатысындағы жетіспеушілігіне әкеледі. Қорғасынмен улану кезінде қорғасын феррокелатаза белсенділігін тежеп, ішінара порфирияға әкеледі.

Өзара әрекеттесулер

Феррохелатаза гема биосинтезіне, катаболизмге және тасымалдауға қатысатын көптеген басқа ферменттермен, соның ішінде протопорфироген оксидазасы, 5 аминолевулинат синтезасы, ABCB10, ABCB7, сукцинил CoA синтезасы және митоферрин 1- мен өзара әрекеттеседі. Бірнеше зерттеулер тұтас темір мен порфирин метаболизмін клеткада субстраттық каналдауға және үйлестіруге мүмкіндік беретін олигомерлік кешеннің бар екендігін көрсетті. Фратаксин Fe+2 шаперон ретінде әрекет етеді және митохондриялық матрица жағында феррохелатазамен комплекстеседі.