Регуляция биосинтеза гема

Скорость-лимитирующей (ключевой) реакцией синтеза гема является реакция образования ALA (аминолевулиновой кислоты). Активность ALA – синтазы, катализирующей эту реакцию, регулируется аллостерически и на уровне транскрипции гена фермента.

Гем и гемоглобин являются аллостерическими ингибиторами и репрессорами синтеза аминоливулинатсинтазы. Они регулируют синтез фермента по механизму отрицательной обратной связи.

Стероидные гормоны и некоторые лекарства (барбитураты, диклофенак, сульфаниламиды), исектициды, канцерогенные вещества являются индукторами синтеза ALA-синтетазы. Это связано с возрастанием потребления гема системой цитохрома Р450, который участвует в метаболизме этих соединений в печени.

На индукцию синтеза ALA – синтазы оказывают действие и другие факторы. Глюкоза может тормозить индукцию ALA – синтазы. Интересным представляется механизм регуляции синтеза ALA – синтазы уровнем железа в клетке. Синтез регулируется на уровне трансляции. На 5^/ - нетранслируемом конце (т.е. на участке инициации трансляции) мРНК фермента имеет шпиличную петлю названную железо- чувствительным элементом. При низком уровне железа IRE – связывающий белок присоединяется к IRE и предотвращает трансляцию. При высоком уровне железа белок высвобождается в результате его взаимодействия с железо-серным кластером (небольшим комплексом, состоящим из железа, цистеина и неорганической серы), после чего начинается трансляция, таким образом, достигается соответствие между скоростью синтеза гема и запасом ж

Рис.14 Стадии биосинтеза производных порфирина из порфобилиногена