Hemeprotein

sku prostetičku grupu, koja bi bila dio hemoproteina.]]

**Hemeprotein** ili hemski protein, je protein koji sadrži hemsku prostetsku grupu. Oni su veoma velika klasa metaloproteina. Hem grupa daje funkcionalnost, koja može uključivati prenošenje kisika, redukciju kisika, prijenos elektrona i druge procese. Hem je vezan za protein ili kovalentno ili nekovalentno ili oboje.

Hem se sastoji od kationa gvožđa vezanog u centru konjugovane baze porfirina, kao i drugih liganada vezanih za "aksijalna mjesta" gvožđa. Porfirinski prsten je planarni dijaionski, tetradentatni ligand. Gvožđe je obično Fe2+ ili Fe3+. Jedan ili dva liganda vezani su na aksijalnim mjestima. Porfirinski prsten ima četiri atoma dušika koji se vežu za gvožđe, ostavljajući dvije druge koordinacijske pozicije gvožđa na raspolaganju za vezivanje za histidin proteina i dvovalentni atom. Podaci o strukturi i funkciji proteina hema agregirani su u The Heme Protein Database (HPD), sekundarnu bazu podataka proteinsku bazu podataka.

## Uloge
Hemeproteini imaju različite biološke funkcije uključujući transport kisika, koji se završava preko hemeproteina uključujući hemoglobin, mioglobin, neuroglobin, citoglobin i leghemoglobin.

Neki hemeproteini – citohrom P450, citohrom c-oksidaza, ligninaza, katalaza i peroksidaza – su enzimi. Često aktiviraju O2 za oksidaciju ili hidroksilaciju.

Hemeproteini također omogućavaju transfer elektrona jer čine dio lanca transporta elektrona. Ciktohrom a, citohrom b i citohrom c imaju takve funkcije prijenosa elektrona.
Senzorni sistem se također oslanja na neke hemeproteine uključujući FixL, senzor kisika, CooA, senzor ugljik-monoksida i rastvorljivu gvanilil-ciklazu.

## Hemoglobin i mioglobin
Hemoglobin i mioglobin su primjeri hemeproteina koji transportiraju i skladište kisik kod sisara. Hemoglobin je kvarternarni protein koji se javlja u crvenim krvnim zrncima, dok je mioglobin tercijarni protein koji se nalazi u mišićnim ćelijama sisara. Iako se mogu razlikovati po lokaciji i veličini, njihova funkcija je slična. Budući da su hemeproteini, oba sadrže hemski prostetsku grupu.

His-F8 mioglobina, također poznat kao proksimalni histidin, kovalentno je vezan za 5. koordinacijski položaj gvožđa. Kisik stupa u interakciju sa distalnim His putem vodikove veze, a ne kovalentne. On se vezuje za 6. koordinacionu poziciju gvožđa, His-E7 mioglobina se vezuje za kisik koji je sada kovalentno vezan za gvožđe. Isto važi i za hemoglobin; međutim, budući da je protein sa četiri podjedinice, hemoglobin sadrži ukupno četiri hemske jedinice, omogućavajući ukupno četiri molekule kisika da se vežu za protein.

Mioglobin i hemoglobin su globulasti proteini koji služe za vezivanje i isporuku kisika pomoću prostetske grupe. Ovi globini dramatično poboljšavaju koncentraciju molekulskog kisika koji se može prenositi u biološkim tečnostima kičmenjaka i nekih beskičmenjaka.

Razlike se javljaju u vezivanju liganda i alosternnoj regulaciji.

### Mioglobin
Mioglobin se nalazi u mišićnim ćelijama kičmenjaka. Mišićne ćelije, kada se pokrenu, mogu brzo zahtijevati veliku količinu kisika za disanje zbog svojih energetskih potreba. Stoga mišićne ćelije koriste mioglobin da ubrzaju difuziju kisika i djeluju kao lokalizirane rezerve kisika za vrijeme intenzivnog disanja. Mioglobin također skladišti potrebnu količinu kisika i čini ga dostupnim za mitohondrije mišićnih ćelija.

### Hemoglobin
U kičmenjaka, hemoglobin se nalazi u citosolu crvenih krvnih zrnaca. Hemoglobin se ponekad naziva i protein za transport kisika, kako bi se suprotstavio mioglobinu, koji je stacionaran.

Kod kičmenjaka, kisik se u organizam unosi tkivima pluća i prenosi do crvenih krvnih zrnaca u krvotoku. Kisik se zatim distribuira u sva tkiva u tijelu i prenosi iz crvenih krvnih zrnaca do ćelija koje dišu. Hemoglobin zatim pokupi ugljik-dioksid da bi se vratio u pluća. Dakle, hemoglobin veže i oslobađa kisik i ugljik-dioksid u odgovarajuća tkiva, služeći za isporuku kisika potrebnog za ćelijski metabolizam i uklanjanje rezultirajućeg otpadnog proizvoda, CO2.

## Citohrom c-oksidaza
Citokrom c-oksidaza je enzim ugrađen u unutrašnju membranu mitohondrija. Njegova glavna funkcija je da oksidira protein citokrom c. Citokrom c-oksidaza sadrži nekoliko metalnih aktivnih mjesta.

## Dizajnirani hemski proteini
 koji se veže za hem koji usvaja potpuno beta sekundarnu strukturu. GORE: Topološki prikaz pincera-1 koji prikazuje sekundarnu strukturu i dizajnirane interakcione ostatke. DOLJE: Trodimenzijski model sa svim atomima Pincera-1. Ovaj model je djelimično potvrđen upotrebom NMR. ]]

Zbog različitih funkcija molekula hema: kao transportera elektrona, prijenosnika kisika i kao kofaktora enzima, proteini koji vezuju hem stalno privlače pažnju dizajnera proteina. Početni pokušaji dizajna bili su fokusirani na proteine koji vežu α-heliksni hem, dijelom zbog relativne jednostavnosti dizajniranja spiralnih snopova koji se sami sklapaju. Vezna mjesta za hem su dizajnirana unutar inter-heliksnih hidrofobnih žljebova. Primjeri takvih dizajna uključuju:
* Helihrom
* Globin-1
* Cy-AA-EK
* Peptidi IIa/IId
* α2
* Transmembranski heliksni dizajn

Kasniji pokušaji dizajna usredotočili su se na stvaranje funkcionalnih spiralnih snopova koji vežu hem, kao što su:
* Oksidoreduktaze 
* Peroksidaze
* Elektronski transportni proteini
* Kisični transportni proteini
* Photosensitive proteins

Nedavni pokušaji dizajna fokusirani su na stvaranje proteina koji vezuju sve beta-hem, čija je nova topologija vrlo rijetka u prirodi. Takvi dizajni uključuju:
* Pincer-1
* β-lisni miniproteini 
* Višelančani β-listasti peptidi

## Reference 
## Vanjski linkovi 
* Heme Protein Database
* 

*