《生物化學(xué)與分子生物學(xué)》 (二)膽紅素的生成

體內(nèi)紅細(xì)胞不斷更新，衰老的紅細(xì)胞由于細(xì)胞膜的變化被網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞識(shí)別并吞噬，在肝、脾及骨髓等網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞中，血紅蛋白被分解為珠蛋白和血紅素。血紅素在微粒體中血紅素加氧酶(beme oxygenase)催化下，血紅素原卟啉IX環(huán)上的α次甲基橋(＝CH-)的碳原子兩側(cè)斷裂，使原卟啉IX環(huán)打開，并釋出CO和Fe3＋和膽綠素IX(biliverdin)。Fe3＋可被重新利用，CO可排出體外。線性四吡咯的膽綠素進(jìn)一步在胞液中膽綠素還原酶(輔酶為NADPH)的催化下，迅速被還原為膽紅素。(圖11－10)。

圖11－10　膽紅素的生成

血紅素加氧酶是膽紅素生成的限速酶，需要O2和NADPH參加，受底物血紅素的誘導(dǎo)。而同時(shí)血紅素又可作為酶的輔基起活化分子氧的作用。

用X線衍射分析膽紅素的分子結(jié)構(gòu)表明，膽紅素分子內(nèi)形成氫鍵而呈特定的卷曲結(jié)構(gòu)分子中Ⅲ、Ⅳ兩個(gè)吡咯環(huán)之間是單鍵連接。因此，Ⅲ環(huán)與Ⅳ環(huán)能自由旋轉(zhuǎn)。在一定的空間位置，Ⅲ環(huán)上的丙酸基的羧基可與Ⅳ環(huán)，Ⅰ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅰ環(huán)上的羰基形成氫鍵；Ⅳ環(huán)上的丙酸基的羧基也與Ⅱ環(huán)、Ⅲ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅱ環(huán)上的羰基形成氫鍵。這6個(gè)氫鍵的形成使整個(gè)分子卷曲成穩(wěn)定的構(gòu)象。把極性基團(tuán)封閉在分子內(nèi)部，使膽紅素顯示親脂、疏水的特性。