헴 A 문서 원본 보기

{{chembox
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| CASNo = 18535-39-2
| PubChem = 5288529
| SMILES = OC(=O)CC/c6c(\C)c3n7c6cc2c(/CCC(O)=O)c(/C=O)c1cc5n8c(cc4n([Fe]78n12)c(c=3)c(C=C)c4c)c(\C(O)CC\C=C(/C)CC\C=C(/C)CC\C=C(C)/C)c5\C
| MeSHName = Heme+a
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|Section2={{Chembox Properties
| Formula = C<sub>49</sub>H<sub>56</sub>O<sub>6</sub>N<sub>4</sub>Fe
| MolarMass = 852.837
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|Section3={{Chembox Hazards
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}}
'''헴 A'''({{llang|en|heme A}})는 철 원자를 [[킬레이트화]]하는 [[포르피린]]이라고 불리는 [[거대고리 화합물|거대 고리]] 리간드로 구성된 [[배위 결합 복합체]]인 [[헴]]이다. 헴 A는 [[생체분자]]이며 많은 [[생물체]]에 의해 자연적으로 생성된다. [[용액]]에 있을 때 종종 이색성 녹색/빨간색으로 나타나는 헴 A는 [[헤모글로빈]]의 구성 요소로 [[혈액]] 내 빨간색 색소인 [[헴 B]]와 구조적으로 관련되어 있다.

== 다른 헴과의 관계 ==
헴 A는 고리의 8번 위치에 있는 [[메틸기]] [[곁사슬]]이 [[폼일기]]로 산화되고 [[아이소프레노이드]] 사슬인 하이드록시에티리파르네실기가 철 테트라피롤 [[헴]]의 고리의 2번 위치에 있는 [[비닐기]] 곁사슬에 부착된다는 점에서 [[헴 B]]와 다르다. 헴 A는 [[헴 O]]와 유사하다. 둘 다 2번 위치에 파르네실기가 첨가되어 있지만 헴 O는 8번 위치에 [[폼일기]]가 없고 여전히 메틸기를 가지고 있다는 점이 다르다. 환원된 Fe(II) 형태의 헴에 대한 핵자기 공명(NMR) 및 적외선(IR) 실험을 기반으로 한 헴 A의 정확한 구조가 1975년에 발표되었다.<ref>
{{저널 인용|title=Heme A of Cytochrome c Oxidase|journal=Journal of Biological Chemistry|author1=Caughey, W.S.|author2=Smythe, G.A.|year=1975|volume=250|issue=19|pages=7602–7622|doi=10.1016/S0021-9258(19)40860-0|pmid=170266|author3=O'Keefe, D.H.|author4=Maskasky, J.E.|author5=Smith, M.L.|doi-access=free}}</ref> 철이 없는 형태의 다이메틸 에스터의 합성을 통해 구조가 확인되었다.<ref>{{저널 인용|doi=10.1039/P19850000135 |title=Isolation, crystallisation, and synthesis of the dimethyl ester of porphyrin a, the iron-free prosthetic group of cytochrome c oxidase |year=1985 |last1=Battersby |first1=Alan R. |last2=McDonald |first2=Edward |last3=Thompson |first3=Mervyn |last4=Chaudhry |first4=Irshad A. |last5=Clezy |first5=Peter S. |last6=Fookes |first6=Christopher J. R. |last7=Hai |first7=Ton That |journal=Journal of the Chemical Society, Perkin Transactions 1 |pages=135 }}</ref>

== 역사 ==
헴 A는 1951년에 독일의 생화학자 [[오토 하인리히 바르부르크]]에 의해 처음으로 분리되었으며, 그에 의해 [[내재성 막 단백질]]로 [[금속단백질]]인 [[사이토크롬 c 산화효소]]의 활성 성분으로 밝혀졌다.<ref>
{{저널 인용|title=Cytohämin aus Herzmuskel|journal=Zeitschrift für Physiologische Chemie|author1=Warburg, O|author2=Gewitz H S.|year=1951|volume=288|issue=1|pages=1–4|doi=10.1515/bchm2.1951.288.1.1|pmid=14860765}}</ref>

== 입체화학 ==
[[하이드록실기]]와 결합한 탄소인 고리 I의 3번 위치에 있는 첫 번째 탄소에 대한 정확한 기하학적 입체배치에 대한 최종적인 구조에 관한 질문은 카이랄 ''S'' [[입체배치]]인 것으로 나타났다.<ref>{{저널 인용
 | vauthors=Yamashita E, Aoyama H, Yao M, Muramoto K, Shinzawa-Itoh K, Yoshikawa S, Tsukihara T |year=2005 |title=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 |journal=[[Acta Crystallographica D]] |volume=61 |issue=10 |pages=1373–1377 |doi=10.1107/S0907444905023358 |pmid=16204889 |doi-access=free |display-authors=3 }}</ref>

[[헴 B]]와 마찬가지로 헴 A는 종종 헴 철과 보존된 [[아미노산]] [[곁사슬]] 사이의 [[배위 결합]]을 통해 [[아포단백질]]에 부착된다. 중요한 호흡 단백질인 [[사이토크롬 c 산화효소]](CCO)에서 산소 반응 중심의 헴 A에 대한 이 리간드 5는 히스티딜기이다.<ref>{{저널 인용|vauthors=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  | year=2003  | title=The low-spin heme of cytochrome c oxidase as the driving element of the proton-pumping process  |journal=[[PNAS]]  |volume=100 |pages=15304–15309 |doi=10.1073/pnas.2635097100 |pmid=14673090 |issue=26 |pmc=307562 |bibcode=2003PNAS..10015304T |doi-access=free |display-authors=3 }}</ref> [[히스티딘]]은 [[헤모글로빈]]과 [[미오글로빈]]을 포함한 많은 [[헴단백질]]의 일반적인 [[리간드 (생화학)|리간드]]이다.
{|
|[[파일:Haem-a-in-cyctochrome-c-oxidase-PDB-1OCR-3D-balls-C.png|섬네일|왼쪽|350px|두 개의 [[히스티딘]] 잔기(분홍색으로 표시됨)와 결합한 사이토크롬 c 산화효소의 헴 A]]
|}
사이토크롬 c 산화효소의 일부인 사이토크롬 a의 헴 A는 두 개의 [[히스티딘]] [[잔기]]로 결합되어 있다(분홍색으로 표시).<ref name="Yoshikawa-1998">{{저널 인용| journal = [[Science (journal)|Science]] | year = 1998 | volume = 280 | pages = 1723–1729 | title = Redox-Coupled Crystal Structural Changes in Bovine Heart Cytochrome c Oxidase | first1 = S. | last1 = Yoshikawa | first2 = K. | last2 = Shinzawa-Itoh | first3 = R. | last3 = Nakashima | first4 = R. | last4 = Yaono | first5 = E. | last5 = Yamashita | first6 = N. | last6 = Inoue | first7 = M. | last7 = Yao | first8 = M. J. | last8 = Fei | first9 = C. | last10 = Mizushima | first10 = T | last11 = Yamaguchi | first11 = H | last12 = Tomizaki | first12 = T | last13 = Tsukihara | first13 = T | last9 = Peters Libeu  | pmid=9624044 | issue=5370 |doi= 10.1126/science.280.5370.1723 |s2cid=37147458 |display-authors=3 }}
</ref>

헴 A를 포함하는 금속단백질의 예로는 사이토크롬 c 산화효소가 있다. 이 매우 복잡한 단백질은 각각 다른 기능을 하는 두 개의 서로 다른 부위에 헴 A를 포함하고 있다. 사이토크롬 a의 헴 A의 철은 6개의 다른 원자와 결합하여 6배위된다. 사이토크롬 a3의 헴의 철은 때때로 5개의 다른 원자와 결합되어 있으며 6번째 부위는 이산소([[산소 분자]], O<sub>2</sub>)와 결합할 수 있다.<ref name="Yoshikawa-1998" /> 또한 이 효소는 3개의 구리, 마그네슘, 아연, 여러 칼륨 이온 및 나트륨 이온과 결합한다. 사이토크롬 c 산화효소에 있는 두 개의 헴 A기는 서로, 즉 구리 이온과 밀접하게 연관된 단백질인 사이토크롬 c 사이에서 쉽게 전자를 교환하는 것으로 생각된다.

[[폼일기]]와 [[아이소프레노이드]] [[곁사슬]]은 모두 [[사이토크롬 c 산화효소]]에 의한 산소 환원의 에너지 보존에 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다. 사이토크롬 c 산화효소는 [[미토콘드리아]]의 [[막 사이 공간]]으로 [[양성자]]를 [[능동수송|펌핑]]하여 에너지를 보존하는 역할을 하는 것으로 생각된다. S. 요시카와(S. Yoshikawa)의 영향력 있는 그룹이 발표한 바와 같이 헴 A의 폼일기 및 하이드록시에틸파르네실기는 모두 이 중요한 과정에서 중요한 역할을 하는 것으로 생각된다.<ref>
{{저널 인용| vauthors=Shimokata K, Katayama Y, Murayama H, Suematsu M, Tsukihara T, Muramoto K, Aoyama H, Yoshikawa S, Shimada H |year=2007 |title=The proton pumping pathway of bovine heart cytochrome c oxidase |journal=[[PNAS]] |volume=104 |pages=4200–4205 |doi =10.1073/pnas.0611627104 |pmid=17360500 |issue=10 |pmc=1820732 |bibcode=2007PNAS..104.4200S | doi-access=free |display-authors=3 }}</ref>

== 같이 보기 ==
* [[헴]]
* [[헴단백질]]
* [[사이토크롬 c 산화효소]] ([[세포 호흡]]의 복합체 IV)

== 각주 ==
{{각주}}

{{효소 보조 인자}}
{{위키데이터 속성 추적}}

[[분류:테트라피롤]]
[[분류:생체분자]]