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Hemoglobina. Hemoglobina es una Hemeproteína 90% peso seco del eritrocito La hemoglobina es una molécula de tipo esférica y 6,4 nm de diametro. Estructura tetrámero de dos pares de cadenas – globinas- ; cada una contiene un grupo prostético denominado Heme. - PowerPoint PPT Presentation
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Hemoglobina
• Hemoglobina es una Hemeproteína
• 90% peso seco del eritrocito
• La hemoglobina es una molécula de tipo esférica y 6,4 nm de diametro.
• Estructura tetrámero de dos pares de cadenas – globinas- ; cada una contiene un grupo prostético denominado Heme.
Propiedades de un Pigmento Respiratorio
• Capacidad de transportar gran cantidad de oxígeno
• Gran solubilidad
• Capacidad de “captar” y “ceder “ oxígeno a presiones determinadas
• Capacidad de amortiguar una solución de bicarbonato
ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DEL HEM
ESTRUCTURA DEL HEM
UNION DEL HEM A LA GLOBINA Y AL OXÍGENO
BOLSILLO DEL HEM
• La jaula hidrofóbica donde se encuentra el hem es la fuerza estabilizadora principal para la unión del hem a la proteína
• El medio no polar dificulta la oxidación de Fe ++ Fe +++
ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DE LA GLOBINA
HEMOGLOBINAS NORMALES
EMBRIONARIAS FETALES ADULTAS
Gower 1 2 2 Fetal 2 136 G Hb A 2 2
Gower 2 2 2 Fetal 2 136 A
Hb A 2 2 2
Portland 2
2
ONTOGENIA DE LAS CADENAS DE GLOBINA
%%
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA
Cadena
• Posee 141 aminoácidos
• Extremo amino terminal: 1 valina y 2 leucina
• Extremo carboxilo terminal: 140 tirosina y 141 histidina
Cadena
Posee 146 aminoácidos
Extremo amino terminal: 1 valina
y 2 histidina
Extremo carboxilo terminal: 145
tirosina y 146 histidina
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA
Cadena
Difiere de la en 10 aminoácidos
Los 8 primeros residuos y los
residuos C terminal (127 – 146)
son iguales en y
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA
Cadena
Difiere de la en 39 aminoácidos
Extremo amino terminal: 1 glicina
Extremo carboxilo terminal: 145 tirosina y 146 histidina
ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA
Cadena
• Es la única cadena embrionaria que
posee isoleucina
• Existen dos tipos normales que
difieren en el aminoácido 136 G y A
ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA
• Cerca del 75% de las cadenas y forman hélix con 3,6 aminoácidos
por vuelta
• En las cadenas tipo existen 8 áreas helicoidales
(A – H )
ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA
• Los residuos que conectan dos
segmentos helicoidales, son
denominados con las letras de las
hélices que ellos conectan. Ej: EF3
ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA
• El grupo prostético de la hemoglobina es la protoporfirina IX
• En cada sub unidad, el hem se coloca en una hendidura entre las hélices E y F
• Los grupos propionatos (altamente polares están en la superficie de la hemoglobina.
ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA
• El resto de los grupos están ubicados
hacia el interior de la molécula,
rodeados por residuos no polares a
excepción de dos histidinas
ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA
• El hierro se une la Hys F8 ( histidina proximal)
• Al otro lado se encuentra la Hys E7 (histidina distal) donde se une el O2,
CO2 y CO
BOLSILLO DEL HEM
• Dos átomos de la Hystidina distal (E7) poseen un contacto van der Waal con la porfirina, tanto en el estado desoxigenado como en el oxigenado.
• La cadena lateral de la Hystidina no permite la entrada de ligandos polares
RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM
LADO DISTAL
Phe CD4
Hys E7
Leu G8
Val E11
Lys E10
LADO PROXIMALVal FG5Leu FG3Hys F8Leu H19Leu F4
RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM
• El piso está formado por las hélices B, G y H
• Los residuos hidrofóbicos en los segmentos C y CD protegen la abertura al impedir que el agua penetre.
RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM
• La Hys proximal, forma un puente de hidrógeno con el COO de Leu F4 y el OH de ser F5. Este puente y la cadena lateral de Hys F8 le confieren mas rigidez
• Tanto el hem como el , forman cerca del 75 contactos con 16 residuos de aminoácidos de cada bolsillo
HEM – GLOBINA
ESTRUCTURA CUATERNARIA
• Es la relacionada con el mantenimiento
de varias cadenas polipeptídicas unidas
dando lugar a proteínas complejas
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
• En la deoxi hemoglobina, los
tetrámeros están unidos por enlaces
salinos, contactos hidrofóbicos y
puentes de hidrógeno
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1- 1 (ó 2 – 2)
• Es el mas extenso:
• Involucra 32 residuos de
aminoácidos
• Incluye 127 átomos
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1- 1 ( ó 2 – 2)
• Se forman 4 puentes de hidrógeno
• Presenta un puente de hidrógeno
mediado por solvente
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1 – 2 (ó 2 – 1)
• Es el menos extenso
• Involucra 27 residuos de aminoácidos
• Incluye 170 átomos
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1 – 2 (ó 2 – 1)
• Se forman 6 puentes de hidrógeno
• Presenta 3 puentes de hidrógeno
mediados por solvente
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Movimientos de Hystidina y Hem
Transporte de Oxígeno
• Efecto cooperativo Heme-Heme
• pH – Efecto Bohr
• 2,3 DPG (Difosfoglicerato)
CURVA DE DISOCIACIÓNDE LA HEMOGLOBINA
EFECTO BOHR
Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina
• El 2,3 DPG es un fosfato sintetizado dentro del GR según: [PO4-], pH y NADH
• El 2-3 DPG se une en la cavidad central entre las dos cadenas
• Los grupos fosfatos forman un puente salino con los grupos N amino terminal y el imidazol de Hys 143
2,3 – DPG • El de 2,3 - DPG estabiliza la forma T
(deoxigenada) de la hemoglobina por entrecruzamiento de las dos subunidades globina.
• El de 2,3 - DPG favorece la liberación de O2.
• El de 2,3 – DPG sucede como respuesta a la hipoxia ( anemia, altitud, disfunción pulmonar,fumadores,etc)
Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina
Modelo Perutz
pH disminuye
Efecto Cooperativo
Unión 2,3 DPG
Efecto Buffer