Hemo A

Hemo A
	Outros nomes Ferro citoporfirina IX, formilporfirina
Identificadores
Número CAS	18535-39-2
PubChem	5288529
ChemSpider	21106444
MeSH	Heme+a
Imaxes 3D Jmol	Image 1
	SMILES C/C(C)=C\CCC(\C)=C\CCC(\C)=C\CCC(O)c1c2/C=C\3C(\C)=C(\C=C)/C=4/C=C8/C(/C)=C(/CCC(O)=O)\C7=C\C5C(\CCC(O)=O)=C(\C=O)/C6=C/c(c1C)n2[Fe-2]([N+]/3=4)(N56)N78 ;
	InChI InChI=1S/C49H59N4O6.Fe/c1-9-34-31(6)39-25-45-49(46(55)18-12-17-30(5)16-11-15-29(4)14-10-13-28(2)3)33(8)40(52-45)24-44-37(27-54)36(20-22-48(58)59)43(53-44)26-42-35(19-21-47(56)57)32(7)38(51-42)23-41(34)50-39;/h9,13,15,17,23-27,43,46,55H,1,10-12,14,16,18-22H2,2-8H3,(H4-,50,51,52,53,56,57,58,59);/q-1;+2/p-2/b29-15+,30-17+,42-26-;; Key: RRRJRRNGYOECDS-ZHOBENDVSA-L InChI=1/C49H59N4O6.Fe/c1-9-34-31(6)39-25-45-49(46(55)18-12-17-30(5)16-11-15-29(4)14-10-13-28(2)3)33(8)40(52-45)24-44-37(27-54)36(20-22-48(58)59)43(53-44)26-42-35(19-21-47(56)57)32(7)38(51-42)23-41(34)50-39;/h9,13,15,17,23-27,43,46,55H,1,10-12,14,16,18-22H2,2-8H3,(H4-,50,51,52,53,56,57,58,59);/q-1;+2/p-2/b29-15+,30-17+,42-26-;/rC49H57FeN4O6/c1-9-34-31(6)39-25-45-49(46(56)18-12-17-30(5)16-11-15-29(4)14-10-13-28(2)3)33(8)40-24-44-37(27-55)36(20-22-48(59)60)43-26-42-35(19-21-47(57)58)32(7)38-23-41(34)51(39)50(52(38)42,53(40)45)54(43)44/h9,13,15,17,23-27,43,46,56H,1,10-12,14,16,18-22H2,2-8H3,(H,57,58)(H,59,60)/q-1/b29-15+,30-17+; Key: RRRJRRNGYOECDS-DRKRPJRXBB;
Propiedades
Fórmula molecular	C49H56O6N4Fe
Masa molecular	852,837
	; Se non se indica outra cousa, os datos están tomados en condicións estándar de 25 °C e 100 kPa.

O hemo A é un complexo de coordinación de tipo hemo, que consta dun ligando macrocíclico chamado porfirina, quelado a un ión ferro. O hemo A é unha biomolécula producida por moitos organismos. Está presente, por exemplo, na citocromo c oxidase. Os detalles dos substituítes colgados do anel diferénciano doutros hemos.

Relación con outros hemos

O hemo A difire do hemo B en que o grupo metilo que ten este último unido ao anel na posición 8 está oxidado a grupo formilo no hemo A, e en que ten un grupo hidroxietilfarnesil (unha cadea isoprenoide) unida á cadea lateral vinilo na posición 2 do anel do tetrapirrol. O hemo A parécese ao hemo O en que ten igual ca el esta adición farnesilo na posición 2, pero o hemo O carece do grupo formilo en posición 8 (conserva o metilo). A estrutura correcta do hemo A, baseada en experimentos de Resonancia Magnética nuclear (NMR) e IR da forma reducida, con Fe(II), do hemo, foi publicada en 1975.^[1]

Historia

O hemo A foi illado por primeira vez polo bioquímico alemán Otto Warburg en 1951, que demostrou que era un activo compoñente da metaloproteína integral de membrana citocromo c oxidase.^[2]

Estereoquímica

A resolución da cuestión estrutural final sobre a configuración xeométrica exacta no primeiro carbono na posición 3 do anel I, que é o carbono unido ao grupo hidroxilo, publicouse recentemente, e tratábase dunha configuración S quiral.^[3]

Igual ca o hemo B, o hemo A está a miúdo unido a unha apoproteína por medio de enlaces coordinados entre o ferro hémico e unha cadea lateral de aminoácido conservada. Na importante proteína respiratoria citocromo c oxidase (CCO) este ligando 5 do hemo A no centro de reacción co oxíxeno é un grupo histidil.^[4] Este é un ligando común en moitas hemoproteínas, como a hemoglobina e a mioglobina.

Hemo a da cictocromo c oxidase, unido por dous residuos de histidina (en rosa)^[5]

Un exemplo de metaloproteína que conteña hemo A é a citocromo c oxidase. Esta proteína enormemente complicada contén hemo A en dous sitios diferentes, cada un cunha función distinta. O ferro do hemo A do citocromo a está hexacoordinado, é dicir, unido a outros seis átomos. O ferro do hemo A do citocromo a3 (que tamén forma parte do complexo) está ás veces unido a cinco átomos e deixa o sesto sitio dispoñible para que se una alí o oxíxeno molecular (O₂).^[5] Ademais, este encima únese a tres ións cobre, magnesio, cinc, e varios ións potasio e sodio. Crese que os dous grupos hemo A na citocromo c oxidase intercambian doadamente electróns entre eles, e os ións cobre e a proteína fortemente asociada citocromo c.

Tanto o grupo formilo coma a cadea lateral isoprenoide pénsase que xogan importantes papeis na conservación da enerxía da redución do oxíxeno molecular pola citocromo c oxidase, seguramente ao bombear protóns no espazo mitocondrial interno. Crese que tanto o grupo formilo coma o hidroxietilfarnesil do hemo A xogan un importante papel neste proceso crucial como publicou o grupo de S. Yoshikawa.^[6]

Notas

↑ Caughey, W.S.; et al. (1975). "Heme A of Cytochrome c Oxidase". Journal of Biological Chemistry 250: 7602–7622.
↑ Warburg, O and Gewitz H S. (1951). "Cytohämin aus Herzmuskel". Zeitschrift für Physiologische Chemie (en alemán) 288: 1–4.
↑ Yamashita E, Aoyama H, Yao M, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Tsukihara T. (2005). "Absolute configuration of the hydroxyfarnesylethyl group of heme A, determined by X-ray structural analysis of bovine heart cytochrome c oxidase using methods applicable at 2.8 Angstrom resolution". Acta Crystallographica D 61 (10): 1373–1377. doi:10.1107/S0907444905023358.
↑ Tsukihara T, Shimokata K, Katayama Y, Shimada H, Muramoto K, Aoyama H, Mochizuki M, Shinzawa-Itoh K, Yamashita E, Yao M, Ishimura Y, Yoshikawa S. (2003). "The low-spin heme of cytochrome c oxidase as the driving element of the proton-pumping process". PNAS 100 (26): 15304–15309. PMC 307562. PMID 14673090. doi:10.1073/pnas.2635097100.
↑ ^5,0 ^5,1 Yoshikawa, S.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yamashita, E.; Inoue, N.; Yao, M.; Fei, M. J.; Peters Libeu, C. (1998). "Redox-Coupled Crystal Structural Changes in Bovine Heart Cytochrome c Oxidase". Science 280 (5370): 1723–1729. PMID 9624044. doi:10.1126/science.280.5370.1723.
↑ Shimokata K, Katayama Y, Murayama H, Suematsu M, Tsukihara T, Muramoto K, Aoyama H, Yoshikawa S, Shimada H. (2007). "The proton pumping pathway of bovine heart cytochrome c oxidase". PNAS 104 (10): 4200–4205. PMC 1820732. PMID 17360500. doi:10.1073/pnas.0611627104.

Véxase tamén

Outros artigos

Hemo, Hemo B, Hemo C, Hemo O
Hemoproteína
Citocromo c oxidase (Complexo IV da respiración celular)

[1] Caughey, W.S.; et al. (1975). "Heme A of Cytochrome c Oxidase". Journal of Biological Chemistry 250: 7602–7622.

[2] Warburg, O and Gewitz H S. (1951). "Cytohämin aus Herzmuskel". Zeitschrift für Physiologische Chemie (en alemán) 288: 1–4.

[3] Yamashita E, Aoyama H, Yao M, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Tsukihara T. (2005). "Absolute configuration of the hydroxyfarnesylethyl group of heme A, determined by X-ray structural analysis of bovine heart cytochrome c oxidase using methods applicable at 2.8 Angstrom resolution". Acta Crystallographica D 61 (10): 1373–1377. doi:10.1107/S0907444905023358.

[4] Tsukihara T, Shimokata K, Katayama Y, Shimada H, Muramoto K, Aoyama H, Mochizuki M, Shinzawa-Itoh K, Yamashita E, Yao M, Ishimura Y, Yoshikawa S. (2003). "The low-spin heme of cytochrome c oxidase as the driving element of the proton-pumping process". PNAS 100 (26): 15304–15309. PMC 307562. PMID 14673090. doi:10.1073/pnas.2635097100.

[Yoshikawa-1998-5] 5,0 ^5,1 Yoshikawa, S.; Shinzawa-Itoh, K.; Nakashima, R.; Yaono, R.; Yamashita, E.; Inoue, N.; Yao, M.; Fei, M. J.; Peters Libeu, C. (1998). "Redox-Coupled Crystal Structural Changes in Bovine Heart Cytochrome c Oxidase". Science 280 (5370): 1723–1729. PMID 9624044. doi:10.1126/science.280.5370.1723.

[6] Shimokata K, Katayama Y, Murayama H, Suematsu M, Tsukihara T, Muramoto K, Aoyama H, Yoshikawa S, Shimada H. (2007). "The proton pumping pathway of bovine heart cytochrome c oxidase". PNAS 104 (10): 4200–4205. PMC 1820732. PMID 17360500. doi:10.1073/pnas.0611627104.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]