**Hem C** je jeden druh hemu. Je to jeden z najbežnejších hemov. Bielkoviny, ktoré majú vo svojej štruktúre hem C, patria medzi hemoproteíny.

História
--------

Štruktúru hemu C publikoval v polovici 20. storočia švédsky biochemik K.-G. Paul. V tomto článku potvrdil štruktúru, ktorú predpokladal Hugo Theorell. Štruktúra hemu C, meraná pre redukovanú formu s FeII, ktorá bola založená na NMR a IR meraniach, bola potvrdená v roku 1975. Štruktúra hemu C, vrátane absolútnej konfigurácie stereocentier na tioéterových väzbách, bola ukázaná pre proteín stavovcov, cytochróm c, a aktuálne je známe, že platí i pre mnohé ďalšie bielkoviny obsahujúce hem C.

Vzťah k ostatným hemom
----------------------

Hem C sa od hemu B líši tým, že obe vinylové skupiny hemu B sú nahradené tioéterovou väzbou na apoproteín. Tieto väzby sú typicky sprostredkované cysteínovými reziduami. Vďaka týmto väzbám sa hem C nemôže jednoducho disociovať z holoproteínu, napríklad cytochrómu c, na rozdiel od ľahko disociovateľného hemu B, ktorý môže disociovať i za bežných podmienok. Hem C je teda v bielkovinách prostetickou skupinou. Tento fakt umožňuje široké možnosti pre štruktúru a funkcie cytochrómov typu c, pričom väčšina z nich funguje hlavne ako prenášače elektrónov. Redoxný potenciál cytochrómu c je takisto možné „naladiť" malými zmenami v štruktúre proteínu a interakcií s rozpúšťadlom.

Väzba na bielkoviny
-------------------

Bežný motív, ktorým sa hem C viaže na bielkovinu. Proteín obsahuje sekvenciu CXXCH (na obrázku CSQCH, biela farbou), ktorá sa kovalentne viaže na hem C (čierna farba). Druhým axiálnym ligandom je na obrázku metionín (M).
Tioéterové väzby evidentne umožňujú väčšiu voľnosť v rámci funkcie holoproteínov. Všeobecne platí, že cytochrómy c je možné „poupraviť" na širšie rozpätie redukčného potenciálu oproti cytochrómom b (obsahujúcim hem B). Toto môže byť dôležitý dôvod, preťo je cytochróm c prítomný takmer vo všetkých formách života. 

Okrem tioéterových väzieb je ión železa v heme zvyčajne koordinovaný ďalšími axiálnymi (kolmými na rovinu hemu) ligandmi bielkoviny. Tieto ligandy predstavujú bočné reťazce aminokyselín a zvyčajne sú dva (jeden z každej strany roviny hemu), takže je železo hexakoordinované (má celkom šesť väzbových partnerov - štyri atómy dusíka z tetrapyrolu a dva bočné reťazce aminokyselín). Najčastejšie je touto aminokyselinou histidín, okrem neho sa však v axiálnej polohe vyskytuje aj cysteín, metionín, tyrozín a lyzín. U cytochrómu c z cicavcov a tuniaka sa nachádza len jeden hem C, ktorý je axiálne koordinovaný histidínom a metionínom. Možno práve vďaka tioéterovým väzbám je železo niekedy koordinované na lyzín alebo dokonca vodu.

### Počet jednotiek

Počet jednotiek hemu C v holoproteíne je rôznorodý. Niektoré hemoproteíny, hlavne u jednobunkových organizmov, majú až päť hemov C. U buniek stavovcov je vždy jeden hem C na jednu bielkovinu, ale u baktérií môže jedna bielkovina viazať dokonca až 16 jednotiek hemu C. Všeobecne platí, že počet a usporiadanie jednotiek hemu C súvisí alebo je priamo nutné pre správne fungovanie holoproteínu. Napríklad proteíny, ktoré obsahujú niekoľko hemov C, sa účastia reakcií, pri ktorých sa prenáša niekoľko elektrónov. Z tých je obzvlášť dôležitá šesťelektrónová redukcia nutná na redukciu dusitanu na amoniak. U bakteriálnych hemoproteínov je bežný vysoký pomer hemov C k aminokyselinám, takže vnútro niektorých cytochrómov c vyzerá byť naplnené hemami C oproti ostatným hemoproteínom. Komplex bc1 je ďalší dôležitý enzým, ktorý obsahuje hem C.

Apoptóza
--------

Hem C má takisto dôležitú úlohu v apoptóze, kde stačí niekoľko molekúl cytoplazmatického cytochrómu c, ktoré musia obsahovať hem C, na spôsobenie programovanej bunkovej smrti. Meranie hladiny cytochrómu c v ľudskej krvi je možné použiť ako marker pre zápaly.

Referencie
----------

1. 1 2 3 4 5  BOWMAN, Sarah E. J.; BREN, Kara L.. The chemistry and biochemistry of hemec: functional bases for covalent attachment. *Natural Product Reports*, 2008-11-21, roč. 25, čís. 6, s. 1118–1130. Dostupné online [cit. 2022-08-26]. ISSN 1460-4752. DOI: 10.1039/B717196J. (po anglicky)
2. ↑  Paul, K.G.; HÖGFELDT, Erik; SILLÉN, Lars Gunnar. The splitting with silver salts of the cysteine-porphyrin bonds in cytochrome c. *Acta Chemica Scandinavica*, 1950, s. 239–244. DOI: 10.3891/acta.chem.scand.04-0239.
3. ↑   Heme A of Cytochrome c Oxidase. *Journal of Biological Chemistry*, 1975, s. 7602–7622. DOI: 10.1016/S0021-9258(19)40860-0. PMID 170266.
4. ↑   Tuna cytochrome c at 2.0 A resolution. II. Ferrocytochrome structure analysis.. *Journal of Biological Chemistry*, 1977, s. 776–785. DOI: 10.1016/S0021-9258(17)32784-9. PMID 188826.
5. 1 2  LI, Ting; BONKOVSKY, Herbert L.; GUO, Jun-tao. Structural analysis of heme proteins: implications for design and prediction. *BMC Structural Biology*, 2011-03-03, roč. 11, čís. 1, s. 13. Dostupné online [cit. 2022-08-26]. ISSN 1472-6807. DOI: 10.1186/1472-6807-11-13.
6. ↑   Oxidation state-dependent conformational changes in cytochrome c.. *J. Mol. Biol.*, 1992, s. 959–976. DOI: 10.1016/0022-2836(92)90255-i. PMID 1311391.
7. ↑  Yeh, S.R. Han, S. and Rousseau, D.L.. Cytochrome c folding and unfolding. *Accounts of Chemical Research*, 1998, s. 727–735. DOI: 10.1021/ar970084p.
8. ↑  Gwyer James D. Richardson David J. Butt Julea N.. Diode or Tunnel-Diode Characteristics? Resolving the Catalytic Consequences of Proton Coupled Electron Transfer in a Multi-Centered Oxidoreductase. *Journal of the American Chemical Society*, 2005, s. 14964–14965. DOI: 10.1021/ja054160s. PMID 16248601.
9. ↑  Bowman, S.E.J. Bren, K.L.. The chemistry and biochemistry of heme C: functional bases for covalent attachment. *Nat. Prod. Rep.*, 2008, s. 1118–1130. DOI: 10.1039/b717196j. PMID 19030605.
10. ↑   Cytochrome c as a Potentially Clinical Useful Marker of Mitochondrial and Cellular Damage.. *Front. Immunol.*, 2016, s. 279. DOI: 10.3389/fimmu.2016.00279. PMID 27489552.

Pozri aj
--------

* Protoporfyrín IX

Zdroj
-----

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Heme C na anglickej Wikipédii.*

| * z
* d
* u
Enzýmové kofaktory |
| --- |
| Aktívne formy | 

|  |  |
| --- | --- |
| vitamíny | 
* TDP / TPP (B1)
* FMN, FAD (B2)
* NAD+ / NADH, NADP+ / NADPH (B3)
* Koenzým A (B5)
* PLP / P5P (B6)
* Biotín (B7)
* THFA / H4FA, DHFA / H2FA, MTHF (B9)
* AdoCbl, MeCbl (B12)
* Kyselina askorbová (C)
* Fylochinón (K1), Menachinón (K2)
* Koenzým F420

 |
| nevitamínové | 
* ATP
* CTP
* SAM
* APS / PAPS
* GSH
* Koenzým B
* Kofaktor F430
* Koenzým M
* Koenzým Q
* Hem (A, B, C, O)
* Kyselina lipoová / Lipoamid
* Metánofurán
* Molybdopterín
* Mykofaktocín
* PQQ
* THB / BH4
* THMPT / H4MPT

 |
| kovové ióny | 
* Ca2+
* Cu2+
* Fe2+, Fe3+
* Mg2+
* Mn2+
* Mo
* Ni2+
* Zn2+

 |

 |
| Základné formy | 
* *vitamíny*: *pozri vitamíny*

 |