血红素与胆色素代谢

COOH
COOH
COOH
CH2
CH2
CH2
CH2 O C
C O H CH
CH2 H2N
H NH
2 ALA
COOH CH
2H2O
CH2 2CH C C2
ALA脱水酶
C
C
（对铅敏感）
CH
N H
H22 N 卟胆原(PBG)
(3) 尿卟啉原Ⅲ(UPGⅢ) 和粪卟啉原Ⅲ的生成（胞液）
COOH
COOHCH2
CH2 CH2
（二）胆红素的生成
衰老的RBC
肝、脾、骨髓
血红蛋白
珠蛋白
血红素
微粒体
O2
CO
NADPH+H+
Fe3+
血红素加氧酶
（限速酶）
胆绿素
胆红素
（游离型胆红素或 未结合胆红素）
NADPH+H+ 胆绿素还原酶
胆绿素 胞液
网状内皮系统
➢血红素加氧酶是胆红素生成的限速酶，需要 O2和NADPH参加，受底物血红素的诱导
M
P
12
M
M
M
8
3
粪卟啉原Ⅲ
8
7
4
氧化脱羧酶
7
P
P
P
线粒体
65
4H+2CO2
P
M
粪卟啉原Ⅲ
P: -CH2CH2COOH M：-CH3 V: -CH=CH2
M
V
12
M
3 4
V
65
P
M
原卟啉原Ⅸ
M
V
12
M
M 原卟啉原Ⅸ M
8
3
氧化酶
7
4
P
V 线粒体
P
6H
65
P
M
原卟啉原Ⅸ
M
V
N
M
NH HN
N
V
P
M
原卟啉Ⅸ
➢胆红素显示亲脂、疏水的特性，易透过细胞膜
它透过血脑屏障进入脑组织时，它能抑制 大脑RNA和蛋白质的合成作用及糖代谢；与神 经核团结合可产生核黄疸，可引起脑组织不可 逆损害。
二、胆红素在血液中的运输
1、胆红素的运输载体
在血液中主要与血浆清蛋白结合成胆红素-清蛋白 复合物进行运输
胆红素结 低亲和力结合位点 合位点 高亲和力结合位点
③ 合成过程的起始与最终过程在线粒体，中 间过程在胞液。
（三） 血红素合成的调节
1. ALA合酶(限速酶，主要调节点）
（1）血红素
别构抑制ALA合酶 阻遏ALA合酶的生成
血红素合成↓
高铁血红素强烈抑制ALA合酶
（2）促红细胞生成素(EPO)
缺氧时，EPO分泌↑ （3）某些类固醇激素，如雄激素及雌二醇
胆红素代谢是胆色素代谢的中心
一、胆红素的来源与生成
（一）胆红素的来源
体内以血红素为辅基的蛋白分解释放出的血红素为 胆红素的直接来源
➢70~80%的胆红素由衰老红细胞破坏、释放出的 血红蛋白分解
➢10~20%的胆红素来自组织非血红蛋白的血红素
➢极少部分来自骨髓造血过程中生成的血红蛋白 或血红素，以及少量未成熟红细胞的分解产生
合成原料
甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+
（二）合成过程：可分四个阶段
(1)δ氨基-γ-酮戊酸(ALA)的生成（线粒体）
COOH
CH2
+ CH2
C~ SCoA
O 琥珀酰CoA
CH2NH2 COOH
Gly
辅酶A +CO2
ALA合酶 （磷酸吡哆醛）
限速酶
COOH
CH2 CH2 CO CH2NH2 ALA
(2)卟胆原(PBG)的生成（胞液）
结合胆红素20-25mg/dl （正常浓度 0.1-1.0mg/dl ）
生理意义：
➢增加了胆红素在血浆中的溶解度，便于运输
➢限制胆红素自由透过各种生物膜，避免对组织 细胞产生毒性作用
胆红素的转运 胆红素 + 清蛋白
胆红素—清蛋白
1） 清蛋白的结合，暂时限制胆红素毒性并促进其运输， 2） 不能透过肾，在尿中不出现，只存在于血液中，称
N H
CH2
NH H
尿卟啉原Ⅲ同合酶
A
P
12
A
A
8
3
7
4
P
P
65
P
A
尿卟啉原Ⅰ（随尿排出）
65
P
A
尿卟啉原Ⅲ
A
P
12
M
P
12
A
A 尿卟啉原Ⅲ M
M
8
3
脱羧酶
8
3
7
4
7
4
P
P
4 CO2 P
P
65
P
A
尿卟啉原Ⅲ
A: -CH2COOH P: -CH2CH2COOH
M: -CH3
65
P
M
粪卟啉原Ⅲ
(4) 血红素的生成（线粒体）
H3C
CH=CH2 氧的供给和利用密切相关
NN
Fe
NN
H3C
CH3
Fe
正常C情H况2 下，血CH红2 素与氧结合与否，都不会引起
Fe2+价CH态2 的变化CH，2 Fe2+ →Fe3+，不能与氧可逆结
合；C细O胞OH色素中CO靠O价H 态变化传递电子
血红素结构
卟啉环平面
含血红素的蛋白有:
血红蛋白 肌红蛋白 细胞色素 过氧化氢酶 过氧化物酶
血胆红素， 3） 胆红素与清蛋白以非共价结合，不牢固、易解离，称
游离胆红素， 4） 以上胆红素还未经肝处理，统称为未结合胆红素。
4×
卟胆原
CH2 H2N
3NH3
N H
卟胆原脱氨酶 (尿卟啉原I合酶)
AP
AP
AP
AP
CH2 NH H2N
CH2
NH CH2 NH 线性四吡咯
CH2
NH H
A: -CH2COOH P: -CH2CH2COOH
AP
AP
AP
AP
CH2
N H
CH2
N H
H2N
自然环化
P
8 7
A
A
P
12
A
3 4
P
CH2
NH3
血红素作为辅基
血红素游离出金属离子，剩下的卟啉环代谢分解，
生成胆色素
§2 血红素的生物合成
人体内的血红素主 要分布在红细胞
血红蛋白中含有的血红素：85%-90% 肌红蛋白中：10%
细胞色素、过氧化物（氢）酶：＜1%
（一）合成原料与部位
合成的组织和亚细胞定位
参与血红蛋白组成的血红素主要在骨 髓的幼红细胞和网织红细胞中合成。
（睾酮还原物——5β-二氢睾丸酮）
诱导ALA 合酶的生成
（4）镇静类或消炎类药物
血红素合成↑
（5） VitB6
血红素合成
2.ALA脱水酶、亚铁螯合酶对重金属敏感。
如铅中毒，与酶结合，特征是贫血。
§3 胆色素代谢
胆色素（bile pigment）是血红素的降解产物
主要包括胆红素（bilirubin）、胆绿素（biliverdin）、 胆素原（bilinogen）和胆素（bilin）
M
V
M
V
N
M
N
M
M
M
NH HN
亚铁螯合酶
N Fe N
PP
N
V
Fe2+
PP
Nwenku.baidu.com
V
P
M
原卟啉Ⅸ
转运到胞液中
PP
M
血红素
在骨髓中与珠蛋白结合生成血红蛋白
在肝脏或其他组织，与相应蛋白质结 合，形成其他含血红素的蛋白质
血红素合成的特点
① 合成的主要部位是骨髓和肝脏，但成熟红 细胞不能合成；
② 合成的原料简单：琥珀酰CoA、甘氨酸 Fe2+等小分子物质；
Chapter 11
血红素与胆色素代谢
Metabolism of heme and bile pigment
▪ §1 血红素的化学 ▪ §2 血红素的生物合成 ▪ §3 胆色素代谢 ▪ §4 血红素与胆红素代谢的医学
问题
§1 血红素的化学
CH2
血红素是一种铁卟啉化
CH
CH3
合物， Fe2+与氧结合，运输 至全身各组织细胞，与细胞