《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 (二)血紅素合成的調(diào)節(jié)

血紅素的合成受多種因素的調(diào)節(jié)，其中主要是調(diào)節(jié)ALA的生成。

1.ALA合成酶　血紅素合成酶系中，ALA合成酶是限速酶，其量最少。血紅素對(duì)此酶有反饋抑制作用。目前認(rèn)為，血紅素在體內(nèi)可與阻遏蛋白結(jié)合，形成有活性的阻遏蛋白，從而抑制ALA合成酶的合成。此外，血紅素還具有直接的負(fù)反饋調(diào)節(jié)ALA合成酶活性的作用。實(shí)驗(yàn)表明，血紅素濃度為5×10－6M時(shí)便可抑制ALA合成酶的合成，濃度為10-5～10-4M時(shí)則可抑制酶的活性。正常情況下血紅素生成后很快與珠蛋白結(jié)合，但當(dāng)血紅素合成過多時(shí)，則過多的血紅素被氧化為高鐵血紅素(hematin)，后者是ALA合成酶的強(qiáng)烈抑制劑，而且還能阻遏ALA合成酶的合成。

雄性激素——睪丸酮在肝臟5β-還原酶作用下可生成5β-氫睪丸酮，后者可誘導(dǎo)ALA合成酶的產(chǎn)生，從而促進(jìn)血紅素的生成。某些化合物也可誘導(dǎo)ALA合成酶，如巴比妥、灰黃霉素等藥物，能誘導(dǎo)ALA合成酶的合成。

2.ALA脫水酶與亞鐵螯合酶：ALA脫水酶和亞鐵螯合酶對(duì)重金屬敏感，如鉛中毒可抑制這些酶而使血紅素合成減少。

3.造血生長(zhǎng)因子：目前已發(fā)現(xiàn)多種造血生長(zhǎng)因子，如多系(multi)一集落刺激因子，中性粒細(xì)胞－巨噬細(xì)胞集落刺激因子（GM-CSF)、白細(xì)胞介素3(IL－3)，及促紅細(xì)胞生成素等。其中促紅細(xì)胞生成素(erythropoiefin,EPO)在紅細(xì)胞生長(zhǎng)，分化中發(fā)揮關(guān)鍵作用。人EPO基因位于7號(hào)染色體長(zhǎng)臂21區(qū)，由4個(gè)內(nèi)含子和5個(gè)外顯子組成。所編碼的多肽由193個(gè)氨基酸殘基組成。在分泌過程中經(jīng)水解去除信號(hào)肽，成為166個(gè)氨基酸的成熟肽。分子量為18398。EPO為一種糖蛋白，由多肽和糖基兩部分組成，總分子量為34000。糖基在Epo合成后分泌及生物活性方面均有重要作用。成人血清Epo主要由腎臟合成，胎兒和新生兒主要由肝臟合成。當(dāng)循環(huán)血液中紅細(xì)胞容積減低或機(jī)體缺氧時(shí)，腎分泌Epo增加。Epo可促進(jìn)原始紅細(xì)胞的增殖和分化、加速有核紅細(xì)胞的成熟，并促進(jìn)ALA合成酶生成，從而促進(jìn)血紅素的生成。

此外鐵對(duì)血紅素的合成有促進(jìn)作用。而血紅素又對(duì)珠蛋白的合成有促進(jìn)作用。

血紅素合成代謝異常而引起卟啉化合物或其前身體的堆積，稱為卟啉癥(porphyria)。先天性紅細(xì)胞生成性卟啉癥(congenitalerythropoietic porphyria)是由于先天性缺乏尿卟啉原Ⅲ同合酶，而使線狀四吡咯向尿卟啉原Ⅲ的轉(zhuǎn)變受阻，致使尿卟啉原Ⅰ生成增多。病人尿中有大量尿卟啉Ⅰ和糞卟啉Ⅰ出現(xiàn)。