1. ALAS2

Syntaza ALA, izoforma erytroidalna. Kofaktor: fosforan pirydoksalu. Syntezuje prekursory hemu w komórkach szeregu erytrocytarnego, ale nie w dojrzałych krwinkach czerwonych, które zaprzestały produkcji hemoglobiny. W związku z tym nie działają na nią ksenobiotyki. Jej regulacji różni się od regulacji izoformy ALAS1 – wątrobowej. Nie jest ona indukowana przez leki wpływające na ALAS1, jak również nie jest ona regulowana przez hem na zasadzie sprzężenia zwrotnego.

U ludzi z niedoborem ALAS2 stwierdza się niedokrwistość (związana z chromosomem X niedokrwistość syderoblastyczna). Wśród objawów wymienia się zaniżone wartości poziomu hemoglobiny i zbyt małą liczbę erytrocytów we krwi. Rzadziej występujące zaburzenie to protoporfiria erytropoetyczna.

Regulacja:
- ekspresja konstytutywna w szpiku
- hem nie działa jako supresor, lecz jako induktor
- indukcyjnie działa także żelazo - elementy odpowiedzi na żelazo (IRE) w mRNA

2. Urobilinogen - powstawanie, przy jakiej chorobie wzmożony

W miarę jak sprzężona bilirubina dociera do jelita krętego i jelita grubego, swoiste enzymy bakteryjne – B-glukuronidazy usuwają kwas glukuronowy, a flora bakteryjna kału redukuje barwnik do bezbarwnych związków tetrapirolowych zwanych urobilinogenmi. W jelicie krętym i grubym pewna część urobilinogenów wchłania się i ponownie wydziela z wątroby stanowiąc krążenie jelitowo-wątrobowe barwników żółciowych. W warunkach nieprawidłowych, zwłaszcza przy wytwarzaniu nadmiernej ilości barwników żółciowych lub w przypadku choroby wątroby upośledzającej krążenie jelitowo-wątrobowe, następuje wydalanie urobilinogenu również z moczem. W stanie fizjologicznym większość bezbarwnych urobilinogenów, utworzonych w okrężnicy pod wpływem flory bakteryjnej kału, utlenia się do urobilin (związków barwnych) i wydala się z kałem. Utlenianie pozostałych urobilinogenów powoduje ciemnienie kału na powietrzu.

Podwyższone stężenie w moczu:
- nadmierna produkcja bilirubiny (hemoliza, resorbcja krwiaka)
- zmniejszony klirens wątrobowy (marskość, niektóre fazy zapalenia wątroby)
- nadmierna ekspozycja na bakterie jelitowe (zaparcia, nadmierny wzrost flory bakteryjnej)

Obniżenie stężenia w moczu:
- praktycznie całkowita niedrożność przewodów żółciowych (rak, kamica)
- poważna cholestaza (początkowe etapy zapalenia wątroby)

Niestabilny w niskim pH moczu. Reabsorbcja cewkowa. Zazwyczaj nieprzydatny w różnicowaniu żółtaczek.

Diagnostyka:
- reakcja z odczynnikiem Ehrlicha (p-dimetylobenzaldehyd)
- badanie techniką półilościową
- wynik: obecny, wzmożony, silnie wzmożony, nieobecny

3. Zespół Crigler – Najjar

Typ I: wrodzona żółtaczka niehemolityczna. Rzadkie zaburzenie, dziedziczone jako cecha recesywna autosomalna. Charakteryzuje się ciężką żółtaczką wrodzoną (stęż. bilirubiny w surowicy przewyższa zwykle 340 mikromoli/L; 20 mg/dl) uwarunkowaną mutacjami w genie kodującym UGT (UDPglukuronylotransferaza) bilirubinową w wątrobie. Choroba zwykle kończy się zgonem w ciągu pierwszych 15 miesięcy życia. Dzieci z tym zespołem poddawane są fototerapii (zmniejsza ona stęż. bilirubiny w osoczu). Fenobarbital nie wpływa na tworzenie glukuronidów bilirubiny u chorych z zespołem Crigler – Najjara typu I. Metodą leczenia może być przeszczep wątroby. Ludzka UGT bilirubinowa jest kodowana przez gen UGT zlokalizowany na chromosomie 2. Sprzęganie różnych substratów z kwasem glukuronowym wymaga obecności wielu glukozylotransferaz. W genie UGT występuje 13 form eksonu pierwszego, transkrybowanych z własnych promotorów. Za sprzęganie z bilirubiną odpowiedzialny jest ekson A1, który z eksonami 2-5 koduje UGT bilirubinową. W efekcie składania jednego z eksonów A2-13 z eksonami 2-5 powstają inne transferazy.

Typ II: rzadka choroba również uwarunkowana mutacjami w genie kodującym UGT bilirubinową. Mutacje te nie powodują jednak całkowitej inaktywacji enzymu, dzięki czemu choroba ta ma znacznie łagodniejszy przebieg niż w typie I. Stężenie bilirubiny w surowicy nie przekracza zazwyczaj 340 mikromoli/L; 20mg/dl. Chorzy z tym zespołem dobrze reagują na duże dawki fenobarbitalu.

4. Inhibitory oksydazy cytochromowej - wymienić, mechanizm.

H2S, tlenek węgla, azydki, cyjanki.

Azotyn – podany natychmiast leczy zatrucie cyjankiem.

Cyjanek, siarkowodór, azydek i tlenek węgla wiążą się do oksydazy cytochromu c, inhibując jej funkcje, co w rezultacie owocuje upośledzeniem oddychania komórkowego. Może prowadzić to do śmierci komórki, a w dalszych etapach tkanki, a nawet całego organizmu.

5. Zespół tioredoksyny

Bierze udział w syntezie deoksyrybonukleotydów- prekursorów DNA, powstających przez redukcję rybo nukleotydów. Substratami są tutaj rybonukleozydodi lub tri fosforany. Redukcji ulega więgiel 2’ reszty cukrowej w wyniku zamiany gr –OH na atom wodoru. Ostatecznym reduktorem jest NADPH. To samo miejsce aktywne działa na wszystkie 4 nukleotydy.

Reakcję katalizuje reduktaza rybo nukleotydowa, będąca enzymem rodnikowym. Składa się ona z dwóch podjednostek: B1 i B2, z których obie są dimerami.

Charakterystyka podjednostek:

B1: każdy łańcuch posiada miejsce wiązania substratu, dwa miejsca regulacji allosterycznej, grupy hydrosulfidowe będące bezpośrednimi donorami elektronów do redukcji rybozy.

B2: bierze udział w katalizie poprzez utworzenie w łańcuchach wolnego rodnika → stabilny rodnik tyrozylu z niesparowanym elektronem w pierścieniu aromatycznym, powstaje on przy udziale centrum żelazowego, które zawiera dwa jony żelaza (III) połączone przez atom tlenu (-II).

B1 i B2 wspólnie tworzą miejsce katalityczne enzymami. Istotą mechanizmu tej reakcji jest przeniesienie właściwości rodnika z enzymu na substrat: niesparowany elektron jest przemieszczany z tyrozyny w B2 do reszty cysteiny B1, która wówczas usuwa atom wodoru z reszty rybozy w pozycji C-3. Sąsiedztwo wolnego rodnika ułatwia odłączenie reszty –OH w pozycji C-2. Powstaje deoksyryboza, a atom wodoru powraca do C-3.

Reakcja ta jest ściśle regulowana przez mechanizmy allosteryczne. Duża ilość DTP hamuje aktywność katalityczną kompleksu, natomiast dużo NTP ją pobudza.

Elektrony z NADPH są przenoszone na grupy –SH miejsc katalitycznych reduktazy przez białko tioredoksynę, zawierającej 2 reszty cysteiny ułożone blisko siebie. Reduktaza rybo nukleotydowa powoduje utlenianie tych reszt do dwusiarczków. Tioredoksyna jest następnie regenerowana przez reduktazę tioredoksynową (flawoproteina), czerpiącą elektrony z NADPH → elektrony najpierw zostają przeniesione za związany z enzymem FAD, a następnie na dwusiarczek utlenionej tioredoksyny.

„Kompleks tioreduktazy bierze udział w przekształcaniu rybonukleotydodifosforanów w deoksyrybonukleotydodifosforany (dotyczy również tri fosforanów) poprzez redukcję przy węglu
2’-grupę 2’-OH reszty cukrowej zastępuje atom wodoru. Kompleks jest czynny tylko wtedy, gdy komórki aktywnie syntetyzują DNA w procesie przygotowania do podziału komórkowego, to samo miejsce aktywne działa na wszystkie cztery możliwe substraty. Reakcja wymaga: tioredoksyny (kofaktor białkowy), reduktazy tioredoksyny (flawoproteina) oraz NADPH. Bezpośrednim czynnikiem redukującym jest zredukowana tioredoksyna, która z kolei jest wytwarzana przez reduktazę NADPH:redoksyna. Cały Ren proces poddany złożonej regulacji, prowadzącej do zrównoważonego wytwarzania deoksyrybonukleotydów do syntezy DNA.” – Harper

6. Bilirubina- metabolizm w wątrobie

Kompleks albuminy z bilirubiną jest wychwytywany przez receptor w błonie komórkowej. W obrębie komórki wiąże się z białkiem Y- ligandyną i zostaje przemieszczona do RE gładkiej, gdzie w większości ulega glukuronizacji do monoglukuronidu bilirubiny pod wpływem UDPG-transferazy, a następnie pod wpływem tego samego enzymu do diglukuronidu bilirubiny. Glukuronizowane jest 75% bilirubiny w hepatocycie, z czego 90% przybiera formę diglukuronidu. 15% ulega związaniu z aktywnym siarczanem PAPS, 10% jest metylowana przez S-adenozylometioninę lub łączy się z aminokwasami (tauryną lub glicyną). Powstałe pochodne nie muszą już być połączone z ligandyną → są rozpuszczalne w wodzie, więc mogą samodzielnie występować w cytozolu, przemieszczają się w stronę bieguna żółciowego komórki i w ramach transportu aktywnego są wydalane do żółci. Bilirubina niesprzężona również może być wydalona do żółci, pod warunkiem, że będzie występowała w formie izomeru E (postać cis, powstająca z trans-izomeru Z pod wpływem światła białego lub niebieskiego- ma to znaczenie kliniczne).

7. Toksyczne działanie porfiryn

Porfiryny powstają z porfirynogenów pod wpływem utlenienia. Następnie pod wpływem światła o długości fali 440nm wchodzą w stan wzbudzenia i zachodzi reakcja z tlenem. Dochodzi do powstania wolnych rodników, co powoduje uszkodzenie komórek, uwolnienia enzymów lizosomalnych i w konsekwencji uszkodzenie skóry.

8. Regulacja syntezy pirymidyn:

a) syntetaza II karbamoilofosforanowa:
- hamowana przez UTP i nukleotydy purynowe
-aktywowana przez PRPP
b) transkarbamoilaza asparaginianowa:
- posiada podjednostki katalityczne i regulatorowe
- hamowana przez CTP- nadmiar nukleotydów pirymidynowych- zahamowanie zbędnej ich syntezy
- aktywowana przez ATP- obecność ATP sygnalizuje, że jest energia do replikacji DNA
c) CAD i synteza AMP:
- ekspresja regulowana przez represję i de represję

Synteza PRPP:
- hamowana przez nukleotydy purynowe i pirymidynowe
- aktywowana przez PRPP