血红素合成的原料,部位,主要的酶是什么

参与血红素生物合成的调节因素有ALA合成酶、ALA脱水酶与亚铁螯合酶和造血生长因子。

提示：

一、ALA合成酶。

血红素合成酶系中，ALA合成酶是限速酶，其量最少。血红素对此酶有反馈抑制作用。目前认为，血红素在体内可与阻遏蛋白结合，形成有活性的阻遏蛋白，从而抑制ALA合成酶的合成。此外，血红素还具有直接的负反馈调节ALA合成酶活性的作用。实验表明，血红素浓度为5×10－6M时便可抑制ALA合成酶的合成，浓度为10-5～10-4M时则可抑制酶的活性。

二、ALA脱水酶与亚铁螯合酶。

ALA脱水酶和亚铁螯合酶对重金属敏感，如铅中毒可抑制这些酶而使血红素合成减少。

三、造血生长因子。

目前已发现多种造血生长因子，如多系(multi)一集落刺激因子，中性粒细胞－巨噬细胞集落刺激因子（GM-CSF)、白细胞介素3(IL－3)，及促红细胞生成素等。其中促红细胞生成素(erythropoiefin,EPO)在红细胞生长，分化中发挥关键作用。人EPO基因位于7号染色体长臂21区，由4个内含子和5个外显子组成。所编码的多肽由193个氨基酸残基组成。

答案是肯定的。这些古老的、关于“吸血鬼”的描写，都在明显指向一种很久以前就已出现的遗传病——卟啉病。而卟啉病的真相，可远没有《暮光之城》那样浪漫美好。

卟啉病是由何引起的？

我们都知道，红细胞中的血红蛋白能够携带氧气在血液中流动，从而保证各个组织的供氧。而在血红蛋白中，主要负责与氧气结合的则是血红素（亚铁原卟啉IX）中央的亚铁离子。而血红素的作用可远不止于此，在细胞色素P450同工酶（CYPs，负责代谢体内有机毒物和药物的酶）、过氧化氢酶、肌红蛋白等对人体至关重要的蛋白中，血红素同样是重要组成部分。因此可以毫不夸张地说，血红素是所有细胞必不可少的成分。

血红素（亚铁原卟啉IX）的结构式图：《Williams Hematology》，8e

正如同其他重要物质一样，血红素在体内的稳定合成对人体是至关重要的。在正常人体中，血红素通过以甘氨酸、铁离子等基础物质为原料，经过8步酶催化反应而合成。不幸的是，血红素合成过程中如果有一步因基因缺陷而无法进行，就会导致合成反应的中间产物大量蓄积，甚至代谢成毒性产物，从而引发蓄积组织的异常，导致卟啉病（卟啉病的名字来源于血红素合成的中间产物，它和血红素一样带有标志性的卟啉环）。

基于中间产物和毒性产物的特性，卟啉病的主要症状包括光敏感（暴露在阳光下后便可产生严重的红斑、皮疹甚至是大疱）、神经系统异常（由具有神经毒性的产物引起）、贫血（有时可因贫血长期未获治疗，骨髓反应性造血时生成毒性产物而陷入恶性循环）等。

“吸血鬼”传说最像哪种卟啉病？

由于血红素合成过程中的基因缺陷千变万化，卟啉病也被分成了两大类共9种。较著名的卟啉病的病因和特征有：

先天性红细胞生成型卟啉病（CEP）：CEP由尿卟啉原III合成酶（UROS），血红素合成第4步的关键酶合成缺陷引起。UROS的缺乏导致第4步的反应物无法顺利转化成第5步反应必须的尿卟啉原III，反而通过“旁门左道”代谢成了对身体有严重毒性的尿卟啉I和粪卟啉I。患者出生后即可因暴露于光下而引起皮肤大疱，愈合后可产生严重癜痕而毁容。牙齿和骨骼中也有大量毒性产物蓄积，从而使牙齿变成棕色（在紫外光下呈红色荧光），骨骼不断发生病理性骨折、溶骨病变和矿质异常（因患者照不到光，无法合成维生素D），身高也受到严重影响。

红细胞生成性原卟啉病（EPP）：EPP患者有症状相似的两类，其中经典型患者体内血红素合成的第8步关键酶亚铁螯合酶（FECH）功能异常，变异型患者则是血红素合成的第1步关键酶δ-氨基酮戊酸合成酶（ALAS）缺陷。患者体内大量蓄积的原卟啉会导致严重的荨麻疹样皮疹、红斑，轻度的贫血。然而部分（不足5%）患者的肝脏会被原卟啉破坏，引起足以致命的肝病。

急性间歇性卟啉病（AIP）：AIP是最为人所熟知的一种卟啉病，在欧洲非常常见，甚至于1/500的芬兰人都携带有AIP的致病基因。患者体内合成血红素第3步所需的卟胆原脱氨酶（PBGD）发生部分缺陷，但绝大多数（90%以上）患者可能终身不发病。PBGD的缺陷犹如一颗“定时炸弹”，尽管平时患者可能身体非常“健康”，但一旦有外界（如诱导CYPs的药物、生理或心理上的应激）或内部因素（如怀孕、营养摄入受限）使身体短时间内需要大量血红素，“残废”（通常活性只有正常人体内同种酶的50%）的PBGD很快便会跟不上身体需求血红素的步伐，导致患者体内卟胆原等产物蓄积，产生包括神经系统异常、肝肾受损等症状。AIP的反复发作往往使患者终生残疾，症状却复杂多变难以诊断，患者的肝癌患病风险也大幅升高。在美剧《豪斯医生》中，豪斯前妻的丈夫马克所患，并最终导致他截瘫的怪病正是AIP。

根据上述描述，我们不难猜出“吸血鬼”传说中的种种表现，与CEP的症状极为接近。在现实生活中，CEP实属罕见病，直到1997年全球范围内也仅有约130例报道。然而该病的患者早在很久以前（差不多是“吸血鬼”传说的年代）就已经出现，在1874年便有严谨病例报道。

卟啉病的现实困境

然而尽管各种类型的卟啉病早已流传于民间传说之中，卟啉病患者直到现在也依然难以得到适当的治疗。这一方面因为卟啉病的罕见使得很少有医生能够正确诊断，另一方面也归咎于它的病理过程太过复杂。

对于具有光敏症状的卟啉病，避光依然是重要的治疗方法，因为反复发作的光敏反应可以造成毁容和残疾，也令患者痛苦不堪。β胡萝卜素可通过清除自由基而起到一定效果，但它也并非灵丹妙药。AIP患者尽管诊断困难，但葡萄糖、高铁血红素等药物往往可使患者结束发作，避免致残性后果。CEP患者可通过造血干细胞移植而得到缓解，但移植相关的并发症一直是一个难题。

同其他罕见病一样，卟啉病所面临的难题同样是病因复杂、药物难以开发、药品维持生产困难等，这些问题的解决除了靠医学界的努力，也离不开相关企业、监管部门的支持。希望能有一天，人类能够找出针对卟啉病的有效方法，让“吸血鬼”困境终结。

铁是地球上分布最广的金属之一，约占地壳质量的5.1%，居元素分布序列中的第四位，仅次于氧、硅和铝。 在自然界，游离态的铁只能从陨石中找到，分布在地壳中的铁都以化合物的状态存在。

铁是一种光亮的银白色金属。密度7.86克/立方厘米。熔点1535℃，沸点2750℃。常见化合价+2和+3，有好的延展性和导热性。也能导电。纯铁既能磁化，又可去磁，且均很迅速。电离能为7.870电子伏特。化学性质比较活泼，是一种良好的还原剂。若有杂质，在潮湿的空气中易锈蚀；在有酸气或卤素蒸气存在的湿空气中生锈更快。易溶于稀酸。在浓硝酸中能被钝化。加热时均能同卤素、硫、硅、碳、磷等化合。除生成+2和+3价氧化物外，还有复合氧化物Fe3O4（是磁性氧化物）生成。铁是工业部门不可缺少的一种金属。铁与少量的碳制成合金——钢，磁化之后不易去磁，是优良的硬磁材料，同时也是重要的工业材料,并且也作为人造磁的主要原料　相对原子质量55.847。铁有多种同素异形体，如α铁、β铁、γ铁、б铁等。铁是比较活泼的金属，在金属活动顺序表里排在氢的前面。常温时，铁在干燥的空气里不易与氧、硫、氯等非金属单质起反应，在高温时，则剧烈反应。铁在氧气中燃烧，生成Fe3O4，炽热的铁和水蒸气起反应也生成Fe3O4。铁易溶于稀的无机酸和浓盐酸中，生成二价铁盐，并放出氢气。在常温下遇浓硫酸或  铁矿 锡石 锑华浓硝酸时，表面生成一层氧化物保护膜，使铁“钝化”，故可用铁制品盛装浓硫酸或浓硝酸。铁是一变价元素，常见价态为+2和+3。铁与硫、硫酸铜溶液、盐酸、稀硫酸等反应时失去两个电子，成为+2价。与Cl2、Br2、硝酸及热浓硫酸反应，则被氧化成Fe3+。铁与氧气或水蒸气反应生成的Fe3O4，可以看成是FeO·Fe2O3，其中有1/3的Fe为+2价，另2/3为+3价。铁的+3价化合物较为稳定。 [铁的化学性质之二] 铁的电子构型为(Ar)3d64s2，氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼，为强还原剂，在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢，在500℃以上反应速率增高： 3Fe+4H2O（g）===Fe3O4+4H2 Fe和高温水蒸气反应，因此，生成氢气一般不带气体符号。 铁在干燥空气中很难与氧发生作用，但在潮湿空气中很易腐蚀，若含有酸性气或卤素蒸气时，腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子，如： CuSO4+Fe===FeSO4+Cu 铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中，形成二价铁离子并放出氢气；在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵： Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ （ 2 Fe+6H2SO4（浓）===Fe2（SO4）3+3SO2↑+6H2O） 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O 铁溶于热的或较浓的硝酸中，生成硝酸铁并释放出氮的氧化物。在浓硝酸或冷的浓硫酸中，铁的表面形成一层氧化薄膜而被钝化。铁与氯在加热时反应剧烈（2Fe+3Cl2===2FeCl3）。铁也能与硫、磷、硅、碳直接化合。铁与氮不能直接化合，但与氨作用，形成氮化铁Fe2N。 铁的最重要的氧化态是+2和+3。二价铁离子呈淡绿色，在碱性溶液中易被氧化成三价铁离子。三价铁离子的颜色随水解程度的增大而由黄色经橙色变到棕色。纯净的三价铁离子为淡紫色。二价和三价铁均易与无机或有机配位体形成稳定的配位化合物，如 Phen为菲罗林，配位数通常为6。零价铁还可与一氧化碳形成各种羰基铁，如Fe(CO)5、Fe2(CO)9、Fe3(CO)12。羰基铁有挥发性，蒸气剧毒。铁也有+4、+5、+6价态的化合物，但在水溶液中只有+6价的。 化合物 主要有两大类：亚铁Fe（Ⅱ)和正铁Fe（Ⅲ）化合物，亚铁化合物有氧化亚铁(FeO)、氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁（FeSO4）、氢氧化亚铁{Fe(OH)2}等；正铁化合物有三氧化二铁(Fe2O3)、三氯化铁(FeCl3)、硫酸铁{Fe2(SO4)3}、氢氧化铁{Fe(OH)3}等。 如在亚铁氰化钾K4[Fe(CN)6]·3H2O（俗名：黄血盐）和铁氰化钾K3[Fe(CN)6]（俗名：赤血盐）中。铁与环戊二烯的化合物二茂铁，是一种具有夹心结构的金属有机化合物。 　 铁的电子构型为(Ar)3d64s2，氧化态有0、+2、+3、+4、+5、+6。铁的化学性质活泼，为强还原剂，在室温条件下可缓慢地从水中置换出氢，在500℃以上反应速率增高： 3Fe+4H2O(g)===(加热)Fe3O4+4H2 铁在干燥空气中很难与氧发生作用，但在潮湿空气中很易腐蚀，若含有酸性气或卤素蒸气时，腐蚀更快。铁可从溶液中还原金、铂、银、汞、铋、锡、镍或铜等离子，如： CuSO4+Fe===FeSO4+Cu 铁溶于非氧化性的酸如盐酸和稀硫酸中，形成二价铁离子并放出氢气；在冷的稀硝酸中则形成二价铁离子和硝酸铵： Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑ 4Fe+10HNO3===4Fe(NO3)2+NH4NO3+3H2O 【铁的化学性质之四----工业制取】 C+O2===(点燃)CO2(提供热量和CO2) CO2+C===(高温)2CO Fe2O3+3CO===(高温)2Fe+3CO2 CaCO3+SiO2=CaSiO3+CO2↑单质铁金属

氧化物（氧化亚铁氧化铁四氧化三铁）硫化物

铁元素的无机盐

铁元素的有机盐

氢氧化铁，氢氧化亚铁

铁是人体含量的必需微量元素，人体内铁的总量约4—5克，是血红蛋白的重要部分，人全身都需要它，这种矿物质而已存在于向肌肉供给氧气的红细胞中，还是许多酶和免疫系统化合物的成分，人体从食物中摄取所需的大部分铁，并小心控制着铁含量。 三、吸收代谢 成人体内铁的总量约为4-5g，其中72%以血红蛋白、3%以肌红蛋白、0.2%以其他化合物形式存在；其余则为储备铁，以铁蛋白的形式储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中，约占总铁量的25%。 食物中的铁主要以Fe(OH)3络合物的形式存在，在胃酸作用下，还原成亚铁离子，再与肠内容物中的维生素C、某些糖及氨基酸形成络合物，在十二指肠及空肠吸收。 铁在体内代谢中可反复被身体利用。一般情况下，除肠道分泌和皮肤、消化道及尿道上皮脱落可损失一定数量外，几乎不存在其它途径损失。 膳食中存在的磷酸盐、碳酸盐、植酸、草酸、鞣酸等可与非血红素铁形成不溶性的铁盐而阻止铁的吸收。胃酸分泌减少也影响铁的吸收。 铁的平衡 铁的平衡是指一种稳定的状态，即从膳食中吸收的铁既可能补充机体实际丢失的铁又可满足机体生长(和怀孕)的需要。铁的平衡依赖于铁吸收、铁转运和铁储存的共同协调。 机体有三种独特机制以保持铁的平衡及预防体内的缺乏和过分蓄积。 (1)反复利用红细胞分解代谢中的铁。铁在体内生物半衰期在成年男子为5.9年,成年女子(绝经期前)为3.8年。 (2)根据体内铁营养状态调节肠道内铁的吸收。 (3)增加独特的储存蛋白——铁蛋白可储存或释放以满足额外铁的需要，如在孕期后1/3。 机体内稳态机制在多方面协调铁的需要、利用和储存以保持这种平衡。体内基本铁丢失有一半是胃肠道中脱落细胞和血的丢失，血红蛋白的水平可在某种程度上影响这种基本丢失。同样血红蛋白水平也可影响经月经丢失的铁量。血红蛋白下降并发展为缺铁性分血时可有效减少体内基本丢失及月经铁丢失。当体内严重贫血或铁过多时也减少或增加皮肤铁的丢失。肠道中铁的吸收主要取决于体内铁营养状态和膳食的特性(铁的含量、形式及生物利用)。从调节机制上在体内大多数细胞中，调节是在转录后的水平上，经铁调节蛋白(1RP8)和转铁蛋白受体及铁蛋白H和I链的mRNA—3’或5’端utr中的铁响应元件IREs来调节铁的转运和储存。红细胞铁需要量高，其调节也是在转录水平上，在调节上可优先于其他细胞的转录后调节。

缺铁征兆

妇女综合征 国外有人做过调查，发现在25—50岁育龄妇女中，有40%—60%可有全身乏力，无精打采，早上不想起床而晚上又辗转难眠，情绪易波动、郁闷不乐，常突然不能自禁的流泪哭泣、记忆力减退、注意力不集中等症状。究其原因系缺铁，但常常化验无明显贫血，仅血清铁偏低。因多发生于家庭主妇，所以称之为“主妇综合征”。补充铁剂后，上述症状可显著改善。 妇女冷感症 缺铁的妇女体温较正常妇女高13%，巩膜发蓝，因为铁是合成胶原的一个重要辅助因子，所以当体内缺铁后，阻断了胶原的合成，而使胶原纤维构成的巩膜变成十分薄弱，其下部的色素膜就会显出蓝色，因此，我们看到的白眼球偏蓝色，也是缺铁的表现。 异食癖 缺铁还可以引起异食癖，即对正常饮食不感兴趣，却对粉笔、浆糊、泥土、石灰、布、纸、蜡烛等异物有癖好，吃得津津有味。现研究发现，异食癖者缺铁、缺锌明显，补充铁、锌后可迅速好转。缺铁引起的异食癖形式多样，最为多见的是嗜食冰，大冷天也喜食冰块。 其他 有研究发现婴儿缺铁时常常不爱笑精神萎靡不振、平时不合群、不爱活动、爱哭闹而且智商也显著低于正常儿。

植物中的铁

铁是光合作用、生物固氮和呼吸作用中的细胞色素和非血红素铁蛋白的组成。铁在这些代谢方面的氧化还原过程中都起着电子传递作用。由于叶绿体的某些叶绿素-蛋白复合体合成需要铁，所以缺铁时会出现叶片叶脉间缺绿。与缺镁症状相反，缺铁发生于嫩叶，因铁不易从老叶转移出来，缺铁过甚或过久时，叶脉也缺绿，全叶白化，华北果树的“黄叶病”就是植株缺铁所致。