一、血紅素的生物合成
成熟紅細(xì)胞中，血紅蛋白(hemoglolin,Hb)占紅細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)總量的95%，它是血液運(yùn)輸O2的最重要物質(zhì)，和CO2的送輸亦有一定關(guān)系。血紅蛋白是由4個亞基組成的四聚體，每一亞基由一分子珠蛋白(globin)與一分子血紅素(heme)締合而成。由于珠蛋白的生物合成與一般蛋白質(zhì)相同，因此本節(jié)重點(diǎn)介紹血紅素的生物合成。
血紅素也是其它一些蛋白質(zhì)，如肌紅蛋白(myoglobin)，過氧化氫酶(catalase)，過氧化物酶(peroxidase)等的輔基。因而，一般細(xì)胞均可合成血紅素，且合成通路相同。在人紅細(xì)胞中，血紅素的合成從早動紅細(xì)胞開始，直到網(wǎng)織紅細(xì)胞階段仍可合成。而成熟紅細(xì)胞不再有血紅素的合成。
(一)血紅素的合成通路(過程)
血紅素合成的基本原料是甘氨酸、琥珀酰輔酶A及Fe＋＋。合成的起始和終末過程均在線粒體，而中間階段在胞液中進(jìn)行。合成過程分為如下四個步驟：
1.δ-氨基-γ-酮戊酸(δ-aminplevulinic acid,ALA)的生成：在線粒體中，首先由甘氨酸和琥珀酰輔酶A在ALA合成酶(ALa synthetase)的催化下縮合生成ALA。ALA合成酶由兩個亞基組成，每個亞基分子量為60，000。其輔酶為磷酸吡哆醛。此酶為血紅素合成的限速酶，受血紅素的反饋抑制。
2.卟膽原的生成：線粒體生成的ALA進(jìn)入胞液中，在ALA脫水酶(ALa dehydrase)的催化下，二分子ALA脫水縮合成一分子卟膽原(prophobilinogen,PBG)。ALA脫水酶由八個亞基組成，分子量為26萬。為含巰基酶。
3.尿卟啉原和糞卟啉原的生成：在胞液中，四分子PBG脫氨縮合生成一分子尿卟啉原Ⅲ(uroporphyrinogen Ⅲ，UPG Ⅲ)。此反應(yīng)過程需兩種酶即尿卟啉原合酶(uroporphyrinogen synthetase)又稱卟膽原脫氨酶(PBG deaminase)和尿卟啉原Ⅲ同合酶(uroporphyrinogen Ⅲ cosynthase)。首先，PBG在尿卟啉原合酶作用下，脫氨縮合生成線狀四吡咯。再由尿卟啉原Ⅲ同合酶催化，環(huán)化生成尿卟啉原Ⅲ。無尿卟啉原Ⅲ同合酶時，線狀四吡咯可自然環(huán)化成尿卟啉原Ⅰ(UPG-Ⅰ)，兩種尿卟啉原的區(qū)別在于：UPGⅠ第7位結(jié)合的是乙酸基，第8位為丙酸基；而UPg Ⅲ則與之相反，第7位是丙酸基，第8位是乙酸基。正常情況下UPG－Ⅲ與UPG－Ⅰ為10000：1。醫(yī).學(xué).全.在.線網(wǎng)站gydjdsj.org.cn
式中A代表乙酸基，P代表丙酸基
尿卟啉原Ⅲ進(jìn)一步經(jīng)尿卟啉原Ⅲ脫羧酶催化，使其四個乙酸基(A)脫羧變?yōu)榧谆?M)，從而生成糞卟啉原Ⅲ(coproporphyrinogen Ⅲ，CPG Ⅲ)。
