Gemoglobin
Inson gemoglobinining tuzilishi. "'α"' va "'β"' subbirliklari mos ravishda qizil va ko‘k rangda, temir tutuvchi gem guruhi esa yashil rangda ko‘rsatilgan. Manba: PDB 1GZX
Identifikatorlar
Belgi	Hb
Vikimedia omboridagi mediafayllar

Gemoglobin (qadimgi yunoncha αἷμα — «qon» + lotincha globus — «shar» so‘zlaridan) (Hb yoki Hgb) — murakkab temir tutuvchi oqsil bo‘lib, kislorod bilan qaytar bog‘lanib, uni to‘qimalarga tashishni ta’minlaydi. Umurtqali hayvonlarda eritrotsitlarda, aksariyat umurtqasizlarda esa qon plazmasida (eritrokruorin) erigan holda bo‘ladi va boshqa to‘qimalarda ham uchrashi mumkin. Inson gemoglobinining molekulyar massasi taxminan 66,8 kDa. Gemoglobin molekulasi to‘rttagacha kislorod molekulasini tashiy oladi. Bir gramm gemoglobin 1,331 ml gacha kislorod tashishi mumkin. Formulasi: C₃₀₃₂H₄₈₁₆O₈₇₂N₇₉₆S₈Fe₄

Gemoglobin 400 million yildan ko‘proq vaqt oldin inson va akulalarning so‘nggi umumiy ajdodida 2 ta mutatsiya natijasida paydo bo‘lgan. Ushbu mutatsiyalar to‘rt tarkibiy qismdan iborat gemoglobin kompleksini shakllantirgan. Uning kislorodga moyilligi kislorodga boy muhitda kislorodni bog‘lash uchun yetarli, ammo organizmning boshqa to‘qimalarida uni ushlab turish uchun yetarli emas edi.

1825 yilda Iogann Fridrix Engelxart bir necha tur gemoglobinida temir va oqsil nisbati bir xil ekanini aniqladi. Temirning ma’lum atom massasiga asoslanib, u gemoglobinning molekulyar massasini n × 16000 (n = gemoglobindagi temir atomlari soni, hozir bu son 4 ekani ma’lum) deb hisoblab chiqdi. O‘sha davr olimlari biror molekula bunchalik katta bo‘lishiga ishona olmaganlari uchun bu «shoshma-shosharlik bilan chiqarilgan xulosa»ni ko‘p masxara qilishgan. Gilbert Smitson Ader 1925 yilda gemoglobin eritmalarining osmotik bosimini o‘lchab, Engelxart natijalarini tasdiqladi.

Qon kamida 1794 yildan beri kislorod tashuvchi modda sifatida ma’lum bo‘lsa-da, gemoglobinning kislorod tashish xususiyatini 1840 yilda Xyunefeld tavsiflagan. 1851 yilda nemis fiziologi Otto Funke bir qator maqolalar e’lon qilib, eritrotsitlarni toza suv, spirt yoki efir kabi erituvchilar bilan ketma-ket suyultirish va hosil bo‘lgan oqsil eritmasidan erituvchini sekin bug‘latish orqali gemoglobin kristallarini o‘stirish usulini bayon qilgan. Oradan bir necha yil o‘tib, Feliks Xoppe-Zeyler gemoglobinning qaytar oksigenlanishini tavsiflagan.

1959 yilda Maks Ferdinand Peruts rentgen kristallografiyasi yordamida gemoglobinning molekulyar tuzilishini aniqladi. Bu ishi tufayli u globulyar oqsillar tuzilishini o‘rganish bo‘yicha tadqiqotlari uchun 1962 yilgi kimyo bo‘yicha Nobel mukofotini Jon Kendryu bilan baham ko‘rdi.

Gemoglobinning qondagi vazifasini fransuz fiziologi Klod Bernar aniqlagan. gemoglobin atamasi gem va globin so‘zlaridan kelib chiqqan. Bu gemoglobinning har bir subbirligi tarkibiga gem guruhi kirgan globulyar oqsildan iborat ekanini ifodalaydi. Har bir gem guruhi ion ta’sirida yuzaga keladigan dipol kuchlar yordamida bitta kislorod molekulasini bog‘lay oladigan bitta temir atomini tutadi. Sutemizuvchilarda gemoglobinning eng keng tarqalgan turi ana shunday to‘rtta subbirlikdan tashkil topgan.

Gemoglobin oqsil subbirliklari — globin molekulalaridan iborat. Bu oqsillar esa juda ko‘p turli aminokislotalardan tuzilgan, polipeptidlar deb ataladigan buklangan zanjirlardir.

deb ataladigan buklangan zanjirlardir. Hujayra sintez qilgan har qanday polipeptidning aminokislota ketma-ketligi o‘z navbatida DNKning genlar deb ataluvchi qismlari bilan belgilanadi. Barcha oqsillarda aynan aminokislotalar ketma-ketligi oqsilning kimyoviy xossalari va vazifasini belgilaydi.

Gemoglobinni kodlovchi genlar bir nechta: insonda gemoglobin A kattalarda uchraydigan gemoglobinning asosiy shakli bo‘lib, uni HBA1, HBA2 va HBB genlari kodlaydi. Gemoglobinning alfa 1 va alfa 2 subbirliklarini mos ravishda HBA1 va HBA2 genlari kodlaydi; ular 16-xromosomada bir-biriga yaqin joylashgan. Gemoglobinning beta-subbirligini HBB geni kodlaydi, u 11-xromosomada joylashgan.

Turli turlarda gemoglobin tarkibidagi globin oqsillarining aminokislota ketma-ketliklari odatda farqlanadi. Turlar orasidagi evolyutsion masofa kattalashgan sari bu farqlar ham ortadi. Masalan, inson, bonobo va shimpanze gemoglobinining eng keng tarqalgan ketma-ketliklari mutlaqo bir xil: alfa- yoki beta-globin oqsil zanjirlarida hatto bitta aminokislota farqi ham yo‘q.

Inson va gorilla gemoglobinlari alfa- va beta-zanjirlarning har birida bittadan aminokislota bilan farq qiladi; qarindoshligi uzoqroq turlar orasida bu tafovutlar yanada ko‘payadi.

Hatto bir tur doirasida ham gemoglobin turlicha bo‘lishi mumkin, ammo odatda har bir turda muayyan ketma-ketlik «eng ko‘p tarqalgan» hisoblanadi.

Muayyan turdagi gemoglobin oqsili genlarida yuzaga kelgan mutatsiyalar gemoglobinning turli variantlarini paydo qiladi. Mutatsiyaga uchragan bunday shakllarning ko‘pi hech qanday kasallik keltirib chiqarmaydi. Biroq ayrimlari gemoglobinopatiyalar deb ataladigan irsiy kasalliklar guruhiga sabab bo‘ladi. Eng mashhur gemoglobinopatiya — o‘roqsimon hujayrali anemiya bo‘lib, molekulyar darajadagi mexanizmi tushuntirilgan birinchi inson kasalligidir. Asosan alohida guruh hisoblanadigan talassemiya kasalliklarida globin genining boshqarilishidagi muammolar va mutatsiyalar tufayli normal, ba’zan esa anormal gemoglobin yetarli miqdorda ishlab chiqarilmaydi. Bu kasalliklarning barchasi anemiyaga olib keladi.

Boshqa oqsillarda bo‘lgani kabi, gemoglobinning aminokislota ketma-ketliklaridagi farqlar ham moslashuvga xizmat qilishi mumkin. Masalan, gemoglobin baland tog‘ sharoitiga turli yo‘llar bilan moslashishi aniqlangan. Yuqori balandliklarda yashovchi organizmlar dengiz sathidagilarga nisbatan kislorodning parsial bosimi pastroq bo‘lgan sharoitga duch keladi. Bunday muhitdagi organizmlar uchun bu muammo tug‘diradi: odatda kislorodning yuqori parsial bosimida uni bog‘laydigan gemoglobin bosim past bo‘lganda ham kislorodni bog‘lay olishi kerak.

Turli organizmlar bu muammoga har xil moslashgan. Masalan, yaqindagi tadqiqotlar tog‘larda yashovchi bug‘usimon sichqonlarning balandlikdagi siyrak havoda qanday omon qolishini tushuntiradigan genetik variantlarni aniqlagan. Nebraska–Linkoln universiteti tadqiqotchisi pasttekislik dashtlari va tog‘lardagi bug‘usimon sichqonlar o‘rtasidagi tafovutni izohlashi mumkin bo‘lgan to‘rtta turli gendagi mutatsiyalarni topdi. Tog‘ va pasttekisliklarda tutilgan yovvoyi sichqonlar o‘rganilgach, ikki guruhning genlari «gemoglobinining kislorod tashish qobiliyatini boshqaradigan genlardan tashqari, deyarli bir xil» ekani ma’lum bo‘ldi. «Genetik farq baland tog‘ sichqonlariga kisloroddan samaraliroq foydalanish imkonini beradi», chunki tog‘larda, yuqori balandlikda kislorod kamroq bo‘ladi.

Mamut gemoglobinidagi mutatsiyalar kislorodni pastroq haroratlarda yetkazib berishga imkon bergan va shu tufayli mamutlar pleystotsen davrida yuqoriroq geografik kengliklarga ko‘chib o‘tgan. Mutatsiyalar And tog‘larida yashovchi kolibrilarda ham topilgan. Kolibrilar ko‘p energiya sarflaydi va shu sababli kislorodga ehtiyoji katta. Shunga qaramay, And kolibrilari baland tog‘larda ham muvaffaqiyatli yashashi aniqlangan. Yuqori balandlikda yashovchi bir necha turdagi (Oreotrochilus, A. castelnaudii, C. violifer, P. gigas va A. viridicuada) gemoglobin genlaridagi aminokislota almashinuviga sabab bo‘luvchi mutatsiyalar oqsilning qushlarda uchraydigan inozitol-geksafosfat (IHP) molekulasiga moyilligini kamaytirgan. Bu molekula insondagi 2,3-BPG bilan bir xil vazifani bajaradi; natijada gemoglobin kislorodni pastroq parsial bosimlarda.

ham bog‘lay oladi. Qushlarning o‘ziga xos o‘pkalari ham O₂ ning past parsial bosimida kisloroddan samarali foydalanishga yordam beradi. Bu ikki moslashuv bir-birini kuchaytirib, qushlarning balandlikdagi ajoyib imkoniyatlarini tushuntiradi.

Gemoglobinning moslashuvi insonlarga ham xos. 4000 metr balandlikda yashaydigan, qoni kislorod bilan yuqori darajada to‘yinadigan genotipli tibetlik ayollarning farzandlari orasida yashab qolish ko‘rsatkichi yuqoriroq. Tabiiy tanlanish bu genga ta’sir qiluvchi asosiy kuch bo‘lib ko‘rinadi. Chunki gemoglobinning kislorodga moyilligi yuqoriroq ayollarning farzandlari orasida o‘lim ko‘rsatkichi moyilligi pastroq ayollarnikiga nisbatan ancha past. Buning aniq genotipi va mexanizmi hali noma’lum bo‘lsa-da, tanlanish ayollarning kislorodni past parsial bosimlarda bog‘lash qobiliyatiga ta’sir qiladi. Bu esa ularga muhim metabolik jarayonlarni yaxshiroq ta’minlash imkonini beradi.

Gemoglobin (Hb) bir necha murakkab bosqichda sintezlanadi. Gemning bir qismi yetilmagan eritrotsitlarning mitoxondriyalari va sitozolida bir necha bosqichda hosil bo‘ladi. Globin oqsil qismlari esa sitozoldagi ribosomalarda sintezlanadi. Hb ishlab chiqarilishi hujayraning suyak ko‘migida proeritroblastdan retikulotsitgacha bo‘lgan dastlabki rivojlanishi davomida kechadi. Shu bosqichda sutemizuvchilarning eritrotsitlari yadrosini yo‘qotadi, qushlar va ko‘plab boshqa turlarda esa yadro saqlanadi. Sutemizuvchilarda yadro yo‘qolgach ham qolgan ribosomal RNK retikulotsit qon tomirlariga tushganidan ko‘p o‘tmay RNKsini yo‘qotmaguncha gemoglobin sintezini davom ettirishga imkon beradi. Gemoglobin sintezida qatnashadigan ushbu RNK retikulotsitga to‘rsimon ko‘rinish beradi va uning nomi ham shundan kelib chiqqan.

Gemoglobin gemoproteinlar sinfiga mansub murakkab oqsil, ya’ni unda prostetik guruh vazifasini gem — porfirin halqasi bo‘lgan, tarkibida temir tutuvchi tuzilma bajaradi. Inson gemoglobini tetramer, ya’ni 4 ta protomerdan tashkil topgan. Voyaga yetgan insonda ular α₁, α₂, β₁ va β₂ polipeptid zanjirlari bilan ifodalanadi. Subbirliklar o‘zaro izologik tetraedr tamoyili asosida bog‘langan. Subbirliklarning o‘zaro ta’sirida asosiy o‘rinni gidrofob ta’sirlashuvlar egallaydi. α- va β-zanjirlarning ikkalasi ham α-spiralli strukturaviy sinfga kiradi, chunki ular faqat α-spirallardan iborat. Har bir zanjirda harflar bilan belgilangan sakkizta spiral soha mavjud:  A dan H gacha (N-uchidan C-uchigacha).

Gem — protoporfirin IX ning porfirin birikmalari sinfiga mansub, temir(II) atomi bilan hosil qilgan kompleksidir. Bu kofaktor gemoglobin va mioglobin molekulalaridagi gidrofob botiqqa nokovalent bog‘langan.

Temir(II) oktaedrik koordinatsiyaga ega, ya’ni oltita ligand bilan bog‘lanadi. Ulardan to‘rttasi bitta tekislikda yotgan porfirin halqasidagi azot atomlari bir tekislikda joylashgan. Qolgan ikkita koordinatsion o‘rin porfirin tekisligiga perpendikulyar o‘qda joylashgan. Ulardan biri polipeptid zanjirining gistidin qoldig‘i azoti bilan band bo‘lib, u polipeptid zanjirining 93-holatida joylashgan (soha F). Gemoglobin bog‘laydigan kislorod molekulasi temirga qarama-qarshi tomondan koordinatsion bog‘lanadi va temir atomi bilan zanjirning 64-holatidagi yana bir gistidin qoldig‘i azoti orasida joylashadi (soha E).

Inson gemoglobinida jami to‘rtta kislorod bog‘lanish joyi bor (har bir subbirlikda bittadan gem), demak u bir vaqtda to‘rtta molekulani bog‘lay oladi. O‘pkada kislorodning parsial bosimi yuqori bo‘lganda gemoglobin kislorod bilan birikib, oksigemoglobin hosil qiladi. Kislorod gem tarkibidagi temirning 6-koordinatsion bog‘iga birikadi. Xuddi shu bog‘ga uglerod monooksidi ham birikib, gemoglobinga bog‘lanish uchun kislorod bilan «raqobatlashadi» va karboksigemoglobin hosil qiladi.

Gemoglobinning uglerod monooksidi bilan bog‘i kislorod bilan bog‘iga qaraganda mustahkamroq. Shuning uchun uglerod monooksidi bilan kompleks hosil qilgan gemoglobin kislorod tashishda qatnashmaydi. Sog‘lom insonda odatda 1,2 % karboksigemoglobin hosil bo‘ladi. Uning miqdori oshishi gemolitik jarayonlarga xos, shu bois karboksigemoglobin darajasi gemoliz.

ko‘rsatkichi hisoblanadi. Karbonat angidridni ham gemoglobin tashisa-da, u temirga bog‘lanadigan o‘rinlar uchun kislorod bilan raqobatlashmaydi, balki gem guruhlariga birikkan oqsil zanjirlarining aminoguruhlari bilan bog‘lanadi.

Temir ioni ikki valentli Fe²⁺ yoki uch valentli Fe³⁺ holatda bo‘lishi mumkin, ammo ferrigemoglobin (metgemoglobin) (Fe³⁺) kislorodni bog‘lay olmaydi. Bog‘lanish paytida kislorod Fe²⁺ ni vaqtincha va qaytar tarzda Fe³⁺ gacha oksidlaydi, kislorodning o‘zi esa vaqtincha superoksid ioniga aylanadi. Shuning uchun kislorodni bog‘lash uchun temirning oksidlanish darajasi +2 bo‘lishi kerak. Fe³⁺ bilan bog‘langan superoksid ioni protonlansa, gemoglobindagi temir oksidlangan holatda qoladi va kislorodni bog‘lay olmaydi. Bunday vaziyatlarda metgemoglobinreduktaza fermenti temir markazini qaytarish orqali metgemoglobinni yana faol holatga keltira oladi.

Katta yoshli insonlarda gemoglobinning eng keng tarqalgan turi tetramer (to‘rtta oqsil subbirligidan tashkil topgan) bo‘lib, gemoglobin A deb ataladi. U nokovalent bog‘langan ikkita α- va ikkita β-subbirlikdan iborat bo‘lib, ulardagi aminokislota qoldiqlari soni mos ravishda 141 va 146 tani tashkil etadi. Bu α2 β2 tarzida belgilanadi. Subbirliklar tuzilishi jihatidan o‘xshash va o‘lchami deyarli bir xil. Har bir subbirlikning molekulyar massasi taxminan 16 000 dalton, butun tetramerniki esa qariyb 64 000 dalton (64 458 g/mol). Shunday qilib, 1 g/dL = 0,1551 mmol/l. Gemoglobin A gemoglobin molekulalari orasida eng batafsil o‘rganilganidir.

Inson chaqaloqlarida gemoglobin molekulasi 2 ta α-zanjir va 2 ta γ-zanjirdan iborat. Bola o‘sishi davomida γ-zanjirlar asta-sekin β-zanjirlar bilan almashinadi.

To‘rtta polipeptid zanjiri bir-biriga tuz ko‘prikchalari, vodorod bog‘lari va gidrofob ta’sir orqali birikkan.

Inson qonidagi gemoglobinning me’yoriy miqdori quyidagicha hisoblanadi: erkaklarda — 130—160 g/l (quyi chegara — 120, yuqori chegara — 180 g/l), ayollarda — 120—140 g/l; (yuqori chegara — 150, quyi chegara — 115), bolalarda gemoglobin me’yori yoshga bog‘liq va sezilarli darajada o‘zgarib turadi. Masalan, tug‘ilgandan 1—3 kun o‘tib bolalarda me’yoriy gemoglobin eng yuqori darajaga yetadi va 145—225 g/l ni tashkil qiladi, 3—6 oylik davrida esa eng past ko‘rsatkich — 95—135 g/l gacha tushadi, keyin 1 yoshdan 18 yoshgacha qondagi gemoglobinning me’yoriy darajasi asta-sekin oshib boradi.

Homiladorlik davrida ayol organizmida suyuqlik ushlanib qoladi va to‘planadi. Bu gemodilyutsiyaga — qonning fiziologik suyulishiga sabab bo‘ladi. Natijada gemoglobin konsentratsiyasi nisbatan pasayadi (homiladorlikda gemoglobinning me’yoriy darajasi 110—155 g/lni tashkil etadi). Bundan tashqari, bola ona qornida o‘sayotgani sababli temir va folat kislotasi zaxiralari tez sarflanadi. Agar ayolda homiladorlikdan oldin bu moddalar yetishmagan bo‘lsa, gemoglobin pasayishi bilan bog‘liq muammolar homiladorlikning dastlabki davridayoq yuzaga kelishi mumkin.

Gemoglobinning asosiy vazifalari — kislorod tashish va buferlik. Insonning o‘pka kapillyarlarida kislorod ko‘p bo‘lgan sharoitda u gemoglobin bilan birikib, oksigemoglobin hosil qiladi. Qon oqimi orqali kislorodni bog‘lagan gemoglobin molekulalarini saqlovchi eritrotsitlar kislorod kam bo‘lgan a’zolar va to‘qimalarga yetkaziladi. Bu yerda oksidlanish jarayonlari uchun zarur kislorod gemoglobindan ajraladi. Bundan tashqari, gemoglobin to‘qimalarda oz miqdordagi (taxminan 1/3) karbonat angidridni (CO₂) bog‘lab, karbgemoglobin hosil qilishi va uni o‘pkada ajratishi mumkin (karbonat angidridning 2/3 qismi qon plazmasi hamda eritrotsitlar sitoplazmasida erigan yoki tuzlar ko‘rinishida tashiladi).

Uglerod monooksidi (CO) qondagi gemoglobin bilan kislorodga qaraganda ancha kuchliroq (250 marta) bog‘lanib, karboksigemoglobin (HbCO) hosil qiladi. Biroq o‘pkada kislorodning parsial bosimi oshirilsa, uglerod monooksidini gemdan qisman siqib chiqarish mumkin. Ayrim jarayonlar (masalan, nitratlar, nitritlar, anilin, piridin bilan zaharlanish) gemoglobindagi temir ionining oksidlanish darajasini +3 gacha oshiradi. Natijada metgemoglobin (HbOH) deb ataladigan gemoglobin shakli hosil bo‘ladi (metHb, «meta-» va «gemoglobin» so‘zlaridan, boshqacha nomi gemvaglobin yoki ferrigemoglobin; qarang: Metgemoglobinemiya). Har ikki holatda ham kislorod tashish jarayonlari to‘silib qoladi.

Mioglobindan farqli ravishda gemoglobin to‘rtlamchi tuzilishga ega. Bu unga kislorodning birikishi va ajralishini tartibga solish hamda o‘ziga xos kooperativlik xususiyatini beradi: birinchi kislorod molekulasi birikkach, keyingilarining bog‘lanishi osonlashadi. Tuzilma ikki barqaror holatda (konformatsiyada) bo‘lishi mumkin: oksigemoglobin (tarkibida 4 ta kislorod molekulasi bor; tarang konformatsiya) va dezoksigemoglobin (kislorod yo‘q; bo‘shashgan konformatsiya).

Dezoksigemoglobin tuzilishining barqaror holati kislorodning unga birikishini qiyinlashtiradi. Shuning uchun reaksiya boshlanishi uchun kislorodning yetarli parsial bosimi kerak bo‘ladi, bunga o‘pka alveolalarida erishiladi. 4 ta subbirlikdan biridagi o‘zgarish boshqalariga ham ta’sir qiladi va birinchi kislorod molekulasi birikkandan keyin qolganlarining bog‘lanishi osonlashadi. Natijada gemoglobinning kislorod bilan bog‘lanish egri chizig‘i sigmoidsimon yoki S-simon shaklga ega bo‘ladi; bu kooperativ bo‘lmagan bog‘lanishga xos oddiy giperbolik egri chiziqdan farq qiladi.

Kislorodni to‘qimalarga bergach, gemoglobin vodorod ionlari va karbonat angidridni bog‘lab, o‘pkaga tashiydi.

Gemoglobin bezgak plazmodiylari — bezgak qo‘zg‘atuvchilari oziqlanadigan asosiy oqsillardan biri bo‘lib, bezgak endemik bo‘lgan dunyo hududlarida gemoglobin tuzilishining irsiy anomaliyalari juda keng tarqalgan. Bunday anomaliyalar bezgak plazmodiylarining ushbu oqsil bilan oziqlanishini va eritrotsitlarga kirishini qiyinlashtiradi. Xususan, evolyutsion moslashuv ahamiyatiga ega bunday mutatsiyalardan biri o‘roqsimon hujayrali anemiyaga olib keladigan gemoglobin anomaliyasidir. Afsuski, bu anomaliyalar (aniq moslashuv ahamiyatiga ega bo‘lmagan gemoglobin tuzilishi buzilishlari kabi) gemoglobinning kislorod tashish vazifasi buzilishi, eritrotsitlarning yemirilishga chidamliligi pasayishi, anemiya va boshqa salbiy oqibatlar bilan kechadi. Gemoglobin tuzilishining bunday anomaliyalari gemoglobinopatiyalar.

deb ataladi. Gemoglobin eritrotsitlardan katta miqdorda chiqib, qon plazmasiga tushganida juda zaharli bo‘ladi. Bu holat tomir ichidagi kuchli gemoliz, gemorragik shok, gemolitik anemiyalar, mos kelmaydigan qon quyish va boshqa patologik holatlarda kuzatiladi. Eritrotsitlardan tashqarida qon plazmasida erkin yurgan gemoglobinning zaharliligi to‘qima gipoksiyasi — to‘qimalarning kislorod bilan ta’minlanishi yomonlashishi, organizmga gemoglobin parchalanish mahsulotlari — temir, bilirubin, porfirinlar ning ortiqcha yuk bo‘lishi, sariqlik yoki o‘tkir porfiriya rivojlanishi, yirik gemoglobin molekulalari buyrak naychalarini to‘sishi va natijada buyrak naychalari nekrozi hamda o‘tkir buyrak yetishmovchiligi.

yuzaga kelishi bilan namoyon bo‘ladi. Erkin gemoglobinning yuqori zaharliligi tufayli organizmda uni bog‘lash va zararsizlantirish uchun maxsus tizimlar mavjud. Xususan, gemoglobinni zararsizlantirish tizimining tarkibiy qismlaridan biri maxsus plazma oqsili — gaptoglobin bo‘lib, u erkin globinni va gemoglobin tarkibidagi globinni o‘ziga xos tarzda bog‘laydi. Gaptoglobin va globin (yoki gemoglobin) kompleksi keyinchalik taloq hamda makrofaglar tomonidan to‘qimalarning retikuloendotelial tizimida tutib olinadi va zararsizlantiriladi.

Gemoglobinni zararsizlantirish tizimining yana bir qismi gemopeksin^[inglizcha] oqsili bo‘lib, u erkin gem va gemoglobin tarkibidagi gemni maxsus bog‘laydi. Gem (yoki gemoglobin) bilan gemopeksin kompleksi so‘ng jigar tomonidan tutib olinadi, gem ajratilib, undan sintez yo‘li bilan bilirubin va boshqa o‘t pigmentlari olinadi yoki gem qayta aylanishga transferrinlar bilan kompleks holida suyak ko‘migida eritropoez jarayonida qayta foydalanish uchun yuboriladi..

Eritrotsitlarning umri qarish yoki nuqsonlar tufayli tugaganda, ular taloq yoxud jigardagi makrofaglarning fagotsitar faolligi yordamida qon oqimidan chiqariladi yoki qon oqimining o‘zida gemolizga uchraydi. So‘ng erkin gemoglobin faqat monotsit yoki makrofaglarda ifodalanadigan CD163 gemoglobin tashuvchisi yordamida qon aylanishidan chiqariladi. Bu hujayralarda gemoglobin molekulasi parchalanadi va temir qayta ishlanadi. Mazkur jarayonda parchalanayotgan har bir gem molekulasiga bitta uglerod monooksidi molekulasi ham hosil bo‘ladi. Gemning parchalanishi inson organizmidagi uglerod monooksidining yagona tabiiy manbai bo‘lib, oddiy havodan nafas oladigan odamlar qonidagi uglerod monooksidining me’yoriy miqdoriga sabab bo‘ladi.

Gem parchalanishining yana bir asosiy yakuniy mahsuloti bilirubindir. Eritrotsitlar odatdagidan tezroq parchalanganda qonda bu modda miqdori oshadi. Noto‘g‘ri parchalangan gemoglobin oqsili yoki qon hujayralaridan juda tez ajralib chiqqan gemoglobin mayda qon tomirlarini, ayniqsa buyrakdagi ingichka qon filtrlovchi tomirlarni to‘sib, buyrakka zarar yetkazishi mumkin. Temir gemdan ajratib olinib, keyinchalik foydalanish uchun saqlanadi; u to‘qimalarda gemosiderin yoki ferritin shaklida to‘planadi va qon plazmasida beta-globulinlar orqali transferrinlar shaklida tashiladi. Porfirin halqasi parchalanganda uning bo‘laklari odatda bilirubin deb ataladigan sariq pigment ko‘rinishida ajraladi; bilirubin o‘t tarkibida ichakka chiqariladi. Ichakda bilirubin urobilinogenga aylantiriladi. Urobilinogen organizmdan najas bilan sterkobilin deb ataladigan pigment shaklida chiqariladi. Globulin aminokislotalargacha parchalanadi, so‘ng ular qon oqimiga chiqariladi.

Gemoglobin yetishmovchiligi, birinchidan, gemoglobin molekulalarining o‘zi kamayishi (qarang: anemiya), ikkinchidan, bir xil kislorod parsial bosimida har bir molekulaning kislorod bog‘lash qobiliyati pasayishi tufayli yuzaga kelishi mumkin.

Gipoksemiya — qondagi kislorod parsial bosimining pasayishi; uni gemoglobin yetishmovchiligidan farqlash lozim. Gipoksemiya ham, gemoglobin yetishmovchiligi ham gipoksiya.

ga sabab bo‘ladi. Gemoglobin kamayishining boshqa sabablari ko‘p: qon yo‘qotish, oziq moddalar yetishmasligi, suyak ko‘migi kasalliklari, kimyoterapiya, buyrak yetishmovchiligi, noodatiy gemoglobin.

Qonda gemoglobin miqdorining ortishi eritrotsitlar soni yoki hajmi oshishi bilan bog‘liq bo‘lib, bu haqiqiy politsitemiyada ham kuzatiladi. Bunday ko‘payishga tug‘ma yurak kasalligi, o‘pka fibrozi yoki eritropoetinning haddan tashqari ko‘p bo‘lishi sabab bo‘lishi mumkin..

Olimlar mioglobinning gemoglobindan ajralishiga olib kelgan hodisa minogalar ( (jag‘sizlar) jag‘li umurtqalilardan ajralib chiqqanidan keyin sodir bo‘lganiga qo‘shiladilar. Mioglobin va gemoglobinning ajralishi bu ikki molekulaning turli vazifalari paydo bo‘lishi va rivojlanishiga imkon bergan: mioglobin ko‘proq kislorodni saqlash bilan bog‘liq, gemoglobin esa kislorodni tashiydi. α- va β-ga o‘xshash globin genlari oqsilning alohida subbirliklarini kodlaydi. Bu genlarning ajdodlari ham taxminan 450—500 million yil oldin jag‘li umurtqalilarning umumiy ajdodi jag‘siz baliqlardan ajralib chiqqanidan keyin genlar duplikatsiyasi natijasida paydo bo‘lgan. Ajdod shakllarini qayta tiklash tadqiqotlari α va β genlarining ko‘payishdan oldingi ajdodi bir xil globin subbirliklaridan tuzilgan dimer bo‘lganini ko‘rsatadi. Keyinchalik bu subbirliklar evolyutsiyalanib, duplikatsiyadan so‘ng tetramer tuzilishga birlashgan. α va β genlarning rivojlanishi gemoglobinning bir nechta alohida subbirliklardan tashkil topishiga imkon yaratdi. Ularning fizik tarkibi gemoglobinning kislorod tashish qobiliyatida hal qiluvchi ahamiyatga ega. Bir nechta subbirlik mavjudligi gemoglobinning kislorodni birgalikda, kooperativ tarzda bog‘lash va allosterik boshqarilish qobiliyatini oshiradi. Keyinchalik α-gen ham duplikatsiyaga uchrab, HBA1 va HBA2 genlarini hosil qilgan. Keyingi duplikatsiyalar va tafovutlarning ortishi α- va β-ga o‘xshash globin genlarining keng turini yuzaga keltirdi. Ular rivojlanishning turli bosqichlarida muayyan shakllar paydo bo‘ladigan tarzda boshqariladi.

Channichthyidae oilasiga mansub muz baliqlarining ko‘pchiligi sovuq suvga moslashish jarayonida gemoglobin genlarini yo‘qotgan.

Sport natijalari va mashg‘ulotlarni yaxshiroq tushunish uchun kundalik faoliyatdagi gemokonsentratsiya va gemodilyutsiya ta’sirlarini kuzatuvchi shaxsiy ma’lumotlar to‘plamini gemoglobinni invaziv bo‘lmagan usulda o‘lchab yaratish mumkin. Sportchilarni ko‘pincha chidamlilik va mashq jadalligi qiziqtiradi. Datchik to‘qima orqali yorug‘lik detektoriga qizil va infraqizil nur yuboradigan yorug‘lik diodlaridan foydalanadi. Detektor gemoglobin oqsili yorug‘likni qancha yutganini hisoblash uchun protsessorga signal uzatadi. Bu datchik pulsoksimetrga o‘xshaydi; pulsoksimetr barmoqqa mahkamlanadigan kichik sezgir qurilmadan iborat.

Hayvonot va o‘simlik dunyosi organizmlarida kislorodni tashiydigan va bog‘laydigan ko‘plab oqsillar mavjud. Bakteriyalar, sodda hayvonlar va zamburug‘larda ham gemoglobinga o‘xshash oqsillar uchraydi; ularning ma’lum yoki taxmin qilinadigan vazifalariga gazsimon ligandlarni qaytar bog‘lash kiradi. Bu oqsillarning ko‘pchiligi globin va gem qismini (tekis porfirin qobig‘idagi temirni) saqlagani sababli, umumiy uchlamchi tuzilishi umurtqalilar gemoglobinidan keskin farq qilsa ham, ko‘pincha gemoglobinlar deb ataladi. Xususan, tuban hayvonlarda «mioglobin» bilan gemoglobinni farqlash ba’zan imkonsiz, chunki ayrim organizmlarda mushaklar yo‘q. Yoki ularda alohida taniladigan qon aylanish tizimi bo‘lsa ham, u kislorod tashishga xizmat qilmaydi (masalan, ko‘plab hasharotlar va boshqa bo‘g‘imoyoqlilarda). Bu guruhlarning barchasida gaz bog‘lash bilan bog‘liq gem/globin tutuvchi molekulalar (hatto monomer globinlar) oksigemoglobinlar deb ataladi. Ular kislorodni tashish va sezishdan tashqari NO, CO₂, sulfid birikmalari bilan ham ishlashi va hatto anaerob bo‘lishi lozim bo‘lgan muhitlarda O2 ni bog‘lashi mumkin. Ular P450 gem tutuvchi fermentlar va peroksidazalarga o‘xshash yo‘l bilan xlorlangan moddalarni ham zararsizlantirishi mumkin.

Gemoglobinlarning tuzilishi turlarga qarab farqlanadi. Gemoglobin organizmlarning barcha podsholiklarida uchraydi, ammo har bir organizmda emas. Bakteriyalar, sodda hayvonlar, suvo‘tlar va o‘simliklar kabi sodda turlarda ko‘pincha bitta globinli gemoglobin bo‘ladi. Ko‘plab nematoda chuvalchanglar, mollyuskalar va qisqichbaqasimonlarda esa umurtqalilarnikidan ancha yirik, ko‘p komponentli molekulalar mavjud. Xususan, zamburug‘lar va ulkan halqali chuvalchanglarda topilgan ximerik gemoglobinlar globindan tashqari boshqa turdagi oqsillarni ham o‘z ichiga olishi mumkin.

Gemoglobinning organizmlardagi eng hayratlanarli misollaridan biri — ulkan naychasimon chuvalchang (Riftia pachyptila, Vestimentifera deb ham ataladi). U 2,4 metr uzunlikka yetishi va okean tubidagi vulqon chiqish joylarida yashashi mumkin. Bu chuvalchanglarda hazm yo‘li o‘rniga tana vaznining yarmini tashkil qiladigan bakteriyalar jamoasi mavjud. Bakteriyalar energiya olish va H₂S ni suvdagi O₂ yordamida oksidlab, H₂O va CO₂dan oziq modda hosil qilish uchun foydalanadi. Chuvalchanglarning yuqori qismi suvga cho‘zilgan to‘q qizil, yelpig‘ichsimon tuzilma («pat») bo‘lib, bakteriyalar uchun H₂S va O₂ ni, shuningdek fotosintez qiluvchi o‘simliklardagiga o‘xshash sintez uchun xomashyo sifatida CO₂ ni yutadi. Tuzilmalar yorqin qizil, chunki ular tarkibida juda murakkab bir nechta gemoglobin bor; bu gemoglobinlar 144 tagacha globin zanjirini tutadi va har birida gem bilan bog‘langan tuzilmalar mavjud. Bu gemoglobinlarning e’tiborli jihati shundaki, ular sulfid borligida ham kislorod tashiy oladi, hatto boshqa ko‘p turlar gemoglobinidan farqli ravishda sulfid ta’sirida to‘liq «zaharlanmay» yoki faoliyati to‘xtamay turib, sulfidni ham tashiy oladi.

• Mathews, CK; van Holde, KE; Ahern, KG (2000), Biokimyo (3-nashr), Addison Wesley Longman, ISBN 0-8053-3066-6
• Levitt, M; Chothia, C (1976), Globulyar oqsillardagi strukturaviy qonuniyatlar, Nature

• Eshaghian, S; Horwich, TB; Fonarow, GC (2006). Diabet va og‘ir sistolik yurak yetishmovchiligi bo‘lgan bemorlarda HbA1c darajasi bilan o‘lim ko‘rsatkichi o‘rtasidagi kutilmagan teskari bog‘liqlik. Am Heart J. 151 (1): 91.e1—91.e6. doi:10.1016/j.ahj.2005.10.008. PMID 16368297.
• Kneipp J, Balakrishnan G, Chen R, Shen TJ, Sahu SC, Ho NT, Giovannelli JL, Simplaceanu V, Ho C, Spiro T (2005). Gemoglobindagi allosteriyaning dinamikasi: oxiridan oldingi tirozin vodorod bog‘larining vazifalari. J Mol Biol. 356 (2): 335—53. doi:10.1016/j.jmb.2005.11.006. PMID 16368110.
• Hardison, Ross C. (2012). Gemoglobin va uning genlari evolyutsiyasi. Cold Spring Harbor Perspectives in Medicine. 2 (12): a011627. doi:10.1101/cshperspect.a011627. ISSN 2157-1422. PMC 3543078. PMID 23209182.{{cite journal}}: Vikipediya:CS1 texnik xizmat ko‘rsatish (maqola raqami sahifa raqami sifatida) (havola)