Hóa học Hemoglobin (Hb)

iron-containinghaem group

beta chain beta chain

alpha chain alpha chain

Mục tiêu

1.Trình bày được cấu trúc phân tử Hemoglobin

2.Trình bày được vai trò sinh học của Hemoglobin

1.Cấu trúc phân tử Hemoglobin1.1. Cấu trúc Hem1.2. Cấu trúc Globin1.3. Phân tử 2,3 diphosphoglycerat

(DPG)

2. Vai trò sinh học của Hemoglobin2.1. Vận chuyển O2 tới mô2.2. Vận chuyển CO2

2.3. Vận chuyển CO2.4. Chức năng đệm sinh học

Mục lục

Chức năng chính của hồng cầuVận chuyển O2 từ phổi tới mô

Vận chuyển CO2 từ mô tới phổi

Hồng cầu đảm nhận được chức năngnày nhờ có hemoglobin (Hb)

Hb chiếm 34% hồng cầu, 15g/ 100ml

Mở đầu

Mở đầu

Hemoglobin (Hb) là chromoprotein, TLPT 68.000, hình bầu dục 5,5 X 6,5 X 5,5 nm

Cấu trúc gồm 2 phần:Nhóm ngoại: Hem

Protein: Globin gồm 4 chuỗi (2a và 2b)

Tổng hợp Hb bắt đầu từ các tiền nguyênhồng cầu

65% ở giai đoạn nguyên hồng cầu

35% ở giai đoạn hồng cầu lưới

1. Cấu trúc phân tử Hemoglobin

iron-containinghaem group

beta chain beta chain

alpha chain alpha chain

Cấu trúc gồm hai

phần:

• Nhóm ngoại:Hem

• Protein: Globingồm 4 chuỗi (2a và2b)

1.1. Cấu trúc Hem-Protoporphyrin IX kết hợp với Fe++

- Tất cả các vòng pyrol đều nằm trên mặt phẳng của Hem

- Sắt liên kết với 4 vòng pyrol qua 4 nguyên tử N

- Không đặc trưng cho loài

Nhân Fe++

Các loại globin khác nhau kết hợp với hem tạo thành các hemoglobin khác nhau.

Globin đặc trưng cho loài.

Globin gồm 4 chuỗi/1 phân tử Hb.

Globin gồm 2 loại:

Loại beta gồm 146 aa: b, g, d và e. b- cluster (các gen b, g, d và e globin ) trên nhánh ngắn của NST 11

Loại alpha gồm 141 aa: a và z. a-cluster (các gen a và z globin) trên nhánh ngắn của NST 16

1.2. Cấu trúc Globin

1.2. Cấu trúc Globintrong phân tử Hb

Hb A Hb A2 Hb F

Cấu trúc a2b2 a2d2 a2g2

Tỷ lệ % 96-98 % 1.5-3.2 % 0.5-0.8 %

1.2. Cấu trúc Globintạo thành các loại Hb ở người trưởng thành

1.3. Phân tử 2,3 diphosphoglycerat (DPG)

• DPG gắn trên trục đối xứng của phân tử Hb trong

“hốc trung tâm” (“...” là khoang rỗng được tạo ra

bởi cả 4 chuỗi polypeptid sát gần nhau nhất).

• DPG liên kết với các gốc aa có điện tích + của

chuỗi b.

• DPG làm giảm ái lực của hồng cầu với Oxy.

2. Vai trò sinh học của Hemoglobin

2.1. Vận chuyển Oxygen tới mô

a. Phản ứng của Hb & oxygenOxygen hóa chứ không phải là oxy hóa

Một Hb có thể gắn với 4 phân tử O2

Cần dưới 0.01 giây cho oxygen hóa

Các chuỗi b xích gần nhau hơn khi bị oxygen hóa

Khi gắn oxy; 2,3-DPG bị đẩy ra ngoài

Các chuỗi b cách xa nhau khi O2 giải phóng, cho phép 2,3-DPG đi vào làm giảm ái lực của O2 với Hb

Oxy & deoxyhemoglobin

2.1. Vận chuyển Oxygen tới môb. Đường cong phân ly Oxygen-hemoglobin

Dịch sang phải (dễ dàng phân ly oxy)2,3-DPG cao

H+ cao

CO2 cao

HbS

Dịch sang trái (khó giải phóng oxy )2,3-DPG thấp

HbF

2.1. Vận chuyển Oxygen tới môb. Đường cong phân ly Oxygen-hemoglobin

2.1. Vận chuyển Oxygen tới môb. Đường cong phân ly Oxygen-

hemoglobinKhả năng vận chuyển O2 của Hb khác nhau ở các Po2 khác nhau

Hình dáng bình thường của đường cong phụ thuộc vào:

Nồng độ 2,3-DPG

Nồng độ H+ (pH)

CO2 trong hồng cầu

Cấu trúc của Hb

2.2. Vận chuyển CO2

• CO2 kết hợp với Hb tạo thành

carbahemoglobin qua nhóm amin

• Là phản ứng thuận nghịch và phụ

thuộc vào áp suất riêng phần của CO2 và

cả áp suất riêng phần của O2

2.3. Vận chuyển CO

• CO kết hợp với Hb qua nhóm hem tạo thành

carboxy hemoglobin (HbCO)rất bền vững. HbCO

làm mất khả năng vận chuyển O2 của Hb.

• CO có ái lực với Hb gấp 210 lần so với O2.

2.4. Chức năng đệm sinh học

Myoglobin

Myoglobin có chức năng dự trữ oxy cho cơ, chiếm 2% protein cơ

Cấu tạo: gồm 1 chuỗi polypeptid kết hợp với 1 hem, chỉ có 1 vị trí kết hợp oxy

Mb + O2 MbO2

Mb có ái lực cao với O2 , sự kết hợp và giải phóng O2 ở phân áp oxy rất thấp, phụ thuộc pH, nhiệt độ, lực ion

Myoglobin

PHÂN TỬ MYOGLOBIN

NHÂN HEM

CẦN NHỚ

1. Cấu trúc phân tử hemoglobin

- Nhân Hem

- Chuỗi Globin

2. Vai trò sinh học chính của hemonglobin

3. Các yếu tố ảnh hưởng khả năng gắn O2 với Hb

- Yếu tố làm tăng ái lực của oxygen với Hb

- Yếu tố làm giảm ái lực của oxygen với Hb