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Como parte de sus sitios de uni n, algunas prote nas ... ( La hemoglobina no tiene ni l minas beta ni puentes disulfuro). Hemoglobina. MIOGLOBINA (Mb) ... – PowerPoint PPT presentation

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Title: Diapositiva%201


1
BIOQUÍMICA I Q.B.P. Karla E. Díaz Tamez
HEMOGLOBINA Y MIOGLOBINA
2
Introducción
  • Como parte de sus sitios de unión, algunas
    proteínas globulares tienen cofactores pequeños,
    moléculas no proteínicas necesarias para que la
    proteína funcione.
  • Algunos cofactores se disocian y reasocian
    durante el curso de la reacción fisiológica.

3
Introducción
  • Los cofactores que no se disocian se llaman
    grupos prostéticos.
  • Una proteína activa que tiene todos su
    cofactores, es una holoproteína.
  • Una proteína a la que le faltan sus cofactores se
    llama apoproteína.

4
HEMOGLOBINA (Hb)
  • La hemoglobina es uno de los derivados
    nitrogenados de la ferroprotoporfirina.
  • Es una proteína conjugada que contiene proteínas
    básicas incoloras, las globinas y
    ferroprotoporfirina o hemo (el cual consta de una
    parte orgánica y un átomo de hierro).
  • Esta proteína es la encargada de transportar el
    O2 en la sangre, por poseer el grupo hemo, es
    similar a la mioglobina.

5
Hemoglobina
  • La hemoglobina es transportada por los
    eritrocitos.
  • Un eritrocito humano contiene aproximadamente 3 x
    108 moléculas de hemoglobina.
  • El color rojo asociado a las formas oxigenadas de
    la hemoglobina se debe al grupo prostético hemo.

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Hemoglobina
7
Grupo hemo
  • Sistema de 4 anillos pirrólicos enlazados
    (protoporfirina IX) que forma un complejo con
    hierro iónico.
  • Los cuatro anillos están enlazados por puentes
    meteno (-CH), de modo que es una estructura
    insaturada.
  • Están unidos al sistema anular tetrapirrólico 4
    grupos metilo, 2 grupos vinilo, y 2 grupos
    carboxietilo (o propionato).
  • El Hierro está en forma reducida, o sea en el
    estado de oxidación ferroso (Fe2).

8
Hemoglobina
  • La molécula de hemoglobina está formada por
    cuatro cadenas polipeptídicas (Alfa 1, Beta 1 ,
    Alfa 2, Beta 2), unidas no covalentemente entre
    sí.
  • Hay cuatro complejos hemo-hierro.

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Hemoglobina
  • En la hemoglobina humana de adulto, HbA1, 2 de
    las cadenas de un solo tipo se designan como ?, y
    las segundas 2 cadenas de un solo tipo se
    denominan ?, por lo que la composición de HbA1 es
    ?2?2.
  • La cadena polipeptídica ? contiene 141
    aminoácidos, mientras que la ? contiene 146.

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Hemoglobina
  • La mayor parte de los aminoácidos de la
    hemoglobina forman hélices alfa, conectadas por
    segmentos cortos no helicoidales. (La hemoglobina
    no tiene ni láminas beta ni puentes disulfuro).

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Hemoglobina
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MIOGLOBINA (Mb)
  • Almacena oxígeno y facilita su difusión dentro de
    los músculos.
  • Gracias al grupo hemo, su forma oxigenada
    adquiere el color rojo.
  • Corresponde al 8 de las proteínas totales de los
    músculos de mamíferos acuáticos como las focas y
    ballenas, que almacenan grandes cantidades de
    oxígeno.

13
Mioglobina
  • El componente polipeptídico o apoproteína se
    llama globina, y consiste en 153 residuos de aa.
  • Posee 8 ?-hélices.
  • El grupo hemo está metido como cuña dentro de una
    hendidura hidrofóbica, semejante a una jaula.

14
Mioglobina
15
Mioglobina
16
Mioglobina
  • En la oximioglobina, el hierro está coordinado
    por 6 ligandos, formando un complejo octahédrico.
  • Cuatro de los ligandos, son los 4 átomos de
    nitrógeno del sistema tetrapirrólico.
  • El quinto ligando es un nitrógeno imidazol que
    proviene de la His-F8.
  • El sexto ligando es oxígeno molecular, unido
    entre el hierro y la cadena lateral imidazol de
    His-E7.

17
Hemoglobina y Mioglobina
  • La estructura terciaria de cada una de las 4
    cadenas de la hemoglobina, es casi idéntica a la
    de la mioglobina.
  • Anteriormente se describía a la hemoglobina como
    4 subunidades de mioglobina.
  • Actualmente se sabe que la hemoglobina es en
    realidad un dímero de subunidades ??.

18
(No Transcript)
19
Unión del oxígeno
  • Las funciones de la mioglobina y la hemoglobina
    dependen de la unión reversible del oxígeno a los
    grupos hemo.
  • Este proceso se ilustra por curvas de unión al
    oxígeno.

20
Mioglobina
  • La constante de equilibrio Keq para la unión del
    O2 a la mioglobina está dada por
  • La saturación fraccional (Y) es la proporción de
    la mioglobina total que está oxigenada.

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Mioglobina
  • Cuando se traza una gráfica de la saturación
    fraccional de una solución que contiene
    mioglobina en comparación con la concentración de
    oxígeno (presión parcial de oxígeno gaseoso, pO2)
    se obtiene una curva hiperbólica.
  • A la presión parcial de O2 que el 50 de los
    sitios están ocupados se le llama P50 y es una
    medida de la afinidad de la proteína por el
    ligando Si la P50 sube la pO2 debe ser alta para
    ocupar la mitad de los sitios, y si P50 es baja
    es que tiene mucha afinidad.

22

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Hemoglobina
  • En tanto que sólo una molécula de O2 se une a la
    mioglobina, a la hemoglobina se unen hasta 4.
  • Una gráfica de la saturación fraccional de la
    hemoglobina da como resultado una curva sigmoide,
    en vez de hiperbólica.
  • La curva sigmoide indica que la unión del O2 al
    grupo hemo facilita la unión de moléculas
    adicionales de O2 a los otros tres grupos hemo.
    Este fenómeno de unión interactiva se llama
    cooperatividad positiva de enlace.

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Hemoglobina
  • Para que haya cooperatividad se deben dar una
    serie de requisitos
  • Deben haber varios sitios iguales, por lo tanto
    varias cadenas iguales, la proteína será
    oligomérica. Todas las oligoméricas presentan
    cooperatividad, la mayor parte de las veces
    positiva. Ahora n no es una hipérbola sino una
    curva sigmoidea.
  • En el caso de la unión del O2 por la hemoglobina
    hay cuatro sitios. Las proteínas tienen poca
    afinidad por el ligando al principio pero como
    presenta cooperatividad positiva cada vez se unen
    más rápido y se obtiene un salto en la curva.

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Coeficiente de Hill
  • Explicación de la curva sigmoidea por Hill
  • Si la cooperatividad fuera infinita en cuanto se
    uniera un ligando inmediatamente se unen los
    demás, la proteína tendría una afinidad muy alta
    por el ligando.
  • c es el coeficiente de Hill que cuantifica la
    cooperatividad. Si c1 no hay cooperatividad. La
    cooperatividad será positiva si c varía entre 1 y
    n y negativa si varía entre 0 y 1. Las proteínas
    cooperativas al representar n frente a L sale
    una curva sigmoidea

26
Hemoglobina
  • Cuando el O2 se une se produce un cambio en la
    conformación.
  • Cooperatividad al unirse el O2 la proteína se
    acomoda a él produciendo u pequeño cambio en la
    conformación. Como la Hb presenta estructura
    cuaternaria las interacciones entre sus
    subunidades cambian, con lo que varía la
    conformación. Como es mejor que la anterior
    conformación, la cooperatividad es positiva y si
    no negativa. Si se pierde la estructura
    cuaternaria se desunen las subunidades y al no
    comunicarse se pierde la cooperatividad.
  • Alosterismo igual para el activador, en el caso
    del inhibidor se dificulta la entrada del ligando.

27
Hemoglobina
  • Otros ligandos que pueden unirse a la
    hemoglobina.
  • La hemoglobina puede unir otros ligandos que
    afecten a la unión del O2 Su efecto es la
    disminución de la afinidad de la hemoglobina por
    el O2.
  • Protones se unen a grupos que se estén
    disociando a pH celular. Los grupos afectados en
    la hemoglobina son el imidazol de la histidina y
    los 4 a-amino. Al aumentar la concentración de
    protones disminuye la afinidad y la curva de n se
    desplaza a la derecha. Como consecuencia del
    metabolismo aumenta la concentración de protones
    en los tejidos periféricos y cuando la
    hemoglobina llega disminuye su afinidad por el O2
    y los suelta.
  • CO2 el CO2 es la forma más oxidada del C, es un
    producto final del metabolismo. Su concentración
    aumenta en los tejidos donde se degrada la
    materia orgánica. Se transporta en forma de ácido
    carbónico disuelto en la sangre hasta los
    pulmones donde se intercambia. Está disociado en
    HCO3- y H. Esos protones tienen efecto sobre la
    afinidad del O2. El CO2 se une a la hemoglobina
    por medio del ?-amino de la cadena polipeptídica

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Efecto Bohr
  • Efecto Bohr Efecto conjunto de H y CO2 sobre la
    afinidad de la hemoglobina por el O2.
  • En los tejidos se producen H y CO2 y el pH baja.
    Hay tendencia a que la hemoglobina suelte el O2.
    En los pulmones la presión parcial de O2 es alta
    por lo que se capta el O2 y se eliminan H y CO2
    pasando a la forma oxihemoglobina.

29
BPG
  • 2,3-Bifosfoglicerato (2,3-BPG) está cargado a pH
    fisiológico
  • Presente en alta concentración en la sangre,
    comprable a la de la hemoglobina. Es un ligando
    que se une a la hemoglobina en proporción 11 por
    medio de la cavidad central del tetrámero.
  • Tendrán que haber muchas cargas positivas para
    estabilizarlo, uniéndose a ellas iónicamente.
    Para soltarlo habrá que romper los enlaces
    iónicos por medio de energía. En la forma
    oxihemoglobina el hueco central es más pequeño y
    el 2,3-DPG no cabe. El efecto que produce es la
    disminución de la afinidad porque aporta
    interacciones extra que hay que romper para pasar
    a la forma oxi.
  • Aumenta la cooperatividad desplazando la curva de
    n a la derecha.
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