הם

המבנה הכימי של הם b

הם (Heme) הוא שם של מספר תרכובות אורגנו-מתכתיות בעלות תפקידים חשובים בתאיהם של כל היצורים החיים.

ביוכימיה

מבחינה כימית, הם מורכב ממבנה טבעתי שבמרכזו אטום ברזל. קבוצות ההם השונות הן התרכובות החשובות ביותר בעולם החי המכילות ברזל. קבוצת ההם קשורה תמיד לחלבון כלשהו, ופעולתה הפיזיולוגית מתאפשרת רק כשהיא קשורה לַחלבון.

המבנה הטבעתי של ההם, ללא אטום הברזל, קרוי פורפירין (Porphyrin). הוא מורכב מארבע טבעות מחומשות (ארבעה פורפובילינוגנים) המכילות כל אחת אטום חנקן והקשורות האחת לשנייה. ארבעה אטומי החנקן של הטבעות מופנים אל תוך הטבעת ואליהם נקשר אטום הברזל. מבנה ההם דומה במקצת למבנים של מולקולות חשובות אחרות בטבע, כגון כלורופיל, ויטמין B₁₂ ופיטוכרום.

הם מסונתז בגוף האדם מחומצת האמינו הפשוטה ביותר, גליצין. פירוק קבוצת ההם מביא ליצירת מספר תרכובות בעלות צבע, בהן בילירובין. הלה מופרש מהגוף בצואה, והוא זה הנותן לה את צבעה האופייני.

קיימות מספר תרכובות שונות בקבוצת ההם, כשהן נבדלות ביניהן במתמירים שונים של מבנה הפורפירין. תרכובות ההם השונות מצוינות באות לטינית מוטה: הם a, למשל. ההם הפשוט, הנפוץ והחשוב ביותר הוא הם b. להלן נוסחאותיהם הכימיות של ארבעה המים חשובים, בצירוף קישור למבנה הכימי שלהם:

הם	נוסחה	מבנה כימי
הם a	C49H56O6N4Fe	מבנה
הם b	C34H34O4N4Fe	מבנה
הם c	C34H36O4N4S2Fe	מבנה
הם o	C49H58O5N4Fe	מבנה

פיזיולוגיה

הם מהווה חלק מכמה מהחלבונים ומהאנזימים הבסיסיים והחשובים ביותר בעולם החי. החלבון הידוע ביותר המכיל הם הוא המוגלובין, החלבון אשר נושא את החמצן בדמם של בעלי החיים. המוגלובין קיבל את שמו מקבוצת ההם; בנוסף, מושגים רבים הקשורים לדם קרויים אף הם על שם קבוצת ההם: המטולוגיה ואנמיה, למשל. קבוצת ההם היא זו הנותנת להמוגלובין, ולכן גם לדם, את צבעו האדום. להלן סיכום של מספר חלבונים ואנזימים חשובים הנושאים קבוצות הם:

• המוגלובין: הם b.
• מיוגלובין: הם b.
• קטלאז: הם b.
• סוקצינט דהידרוגנאז: הם b.
• ציטוכרום c רדוקטאז: יחידה אחת של הם c ושתי יחידות של הם b.
• ציטוכרום c אוקסידאז: שתי יחידות של הם a.
• ציטוכרום c פרוקסידאז: הם b.
• ציטוכרום P450 אוקסידאז: הם b.
• ציקלואוקסיגנאז 1 ו-2 (COX-1, COX-2): הם b.

פעולותיה הפיזיולוגיות של קבוצת ההם נובעות מיכולתו של אטום הברזל לקשור מולקולות קטנות (מולקולה דו-אטומית של חמצן, למשל), וכן לחזר ולחמצן (לתרום אלקטרונים ולקבל אלקטרונים, בהתאמה) תרכובות אחרות. הם הוא, כאמור, קבוצה פרוסתטית - תרכובת קטנה המהווה חלק מחלבון. על אף שאטום הברזל הוא זה שתורם או קולט אלקטרונים, הרי שדבר זה מתאפשר רק בזכות הקרבה של חומצות אמינו מסוימות של החלבון העוטף את קבוצת ההם.