3 emoglobina mioglobina

11

MioglobinaMioglobina ed Emoglobinaed Emoglobina

MbHb

22

Trasporto dell’O2immagazzinato nella cellula

Due parti:-proteina

- Gruppo prostetico (eme)

Proteina monomerica

153 AA

80% degli AA sono disposti ad α-elica

MioglobinaMioglobina

Proteina tetramericacostituita da 4 diverse subunità

Dimero di dimeri: 2 subunità α e 2 subunità β

Contiene 4 gruppi Eme

EmoglobinaEmoglobina

33

44

55

Gruppo EMEGruppo EME

Il Ferro nel gruppo EME è presente come Fe2+

(ione ferroso). Nella forma Fe3+ (ione ferrico) non è in grado di legare l’O2

Il Fe2+ coordina sei atomi.

1. interagisce con i 4 atomi di N degli anelli pirrolici.

66

Deossimioglobina

Residuo di istidinadella catena

Il Fe2+ coordina sei atomi.

1.interagisce con i 4 atomi di N degli anelli pirrolici.

2.Interagisce con un atomo di N dell’istidinaprossimale della catena aminoacidica

77

Ossimioglobina

L’O2 è in grado di strappare un elettrone al Fe2+ che passa allo stato ossidato Fe3+. In questo modo non potrebbe più legare O2. La funzione dell’interazione

Fe-istidina è che l’azoto dell’istidina funge da elettron-donatore e consente di compensare l’effetto elettron-attrattivo dell’ossigeno. In questo modo il Ferro rimane nello stato ridotto

Il Fe2+ coordina sei atomi.1.Interagisce con i 4 atomi di N degli

anelli pirrolici.2.Interagisce con un atomo di N

dell’istidina prossimale della catena aminoacidica

3.Interagisce con una molecola di O2

88

La capacità elettron-attrattiva dell’O2 èridotta in qualche modo dall’interazione dell’O2con un altro residuo di istidina (istidina distale) della catena aminoacidica. Si forma un legame idrogeno fra l’O2 e l’H dell’anello imidazolico dell’istidina

99

Istidina distaleIstidina prossimale

1010

La mioglobina è in grado di legare l’ossigeno rilasciato dall’emoglobina nel circolo sanguigno ai tessuti e trasportarlo ai vari organelli cellulari che lo utilizzano (es. mitocondri)

MioglobinaMioglobina ed Emoglobinaed Emoglobina

L’emoglobina trasporto l’O2 dai polmoni ai tessuti

1111

-Il gruppo eme stabilizza il ripiegamento della proteina;

- Interazioni idrofobiche;

- I gruppi propionato dell’emesono presenti sulla superficie.

Funzione della proteina:

-Aumenta la solubilità del gruppo eme

- Impedisce l’ossidazione del gruppo eme (Fe2+ Fe3+)

- Diminuisce il legame di CO

MioglobinaMioglobina

1212

MbMb + O+ O22 = = MbMb OO22

Legame OLegame O22--Mb (Mb (MbMb))

La mioglobina funziona da deposito di O2 a livello muscolare. Quando il muscolo è a riposo la mioglobinarimane legata all’O2, quando il muscolo è attivo viene consumato O2 diminuisce la pressione a livello dei tessuti la mioglobina rilascia l’O2

1313

θ = siti occupati

Totale siti

1414

EmoglobinaEmoglobinaLe quattro subunitàdell’emoglobina sono strutturalmente simili alla mioglobina;

Il legame con l’O2 avviene sempre attraverso lo ione Fe2+

del gruppo eme

1515

interazioni idrofobichelegami idrogeno pochi ponti salini

1616

La struttura dell’emoglobina è un tetramero costituito da due dimeri di catene αβche interagiscono fra loro la catena α e quella β hanno alta similarità, i residui di istidina distale e prossimale sono altamente conservati.

1717

HbHb + 4 O+ 4 O22 = = HbHb (O(O2 2 ))44

1818

HbHb + 4O+ 4O22 = = HbHb (O(O22))44

θ = siti occupati

Totale siti

P nL PLn

Legame OLegame O22--Hb (Hb (HbHb))

1919

AffinitAffinitààCooperativitCooperativitààAllosterismoAllosterismo

2020

La mioglobina è un ottimo sistema per immagazzinare O2:

-si lega all’O2 anche a basse pO2 e lo lega strettamente.

L’emoglobina è un ottimo sistema per trasportare l’O2:

Si carica di O2 quando pO2 è alta e cede O2quando pO2 è bassa.

Caratteristiche mioglobina emoglobina

2121

Cooperatività

Legame O2 all’emoglobina:

1.Affinità della deossiemoglobina per l’O2;

2. le molecole di O2 che si legano successivamente hanno una affinità maggiore per il sito di legame;

3. Questo meccanismo avviene solo in proteine multimeriche;

4. l’affinità di legame è sensibile a piccole variazionin concentrazioni del ligando

2222

2323

Variazioni Variazioni conformazionaliconformazionali

2424

2525

2626

Modelli teorici che Modelli teorici che spiegano la spiegano la cooperativitcooperativitàà

Modello sequenzialeModello sequenziale

Modello concertatoModello concertato

2727

Effetto Effetto BohrBohrCO2 + H2O ⇄ HCO3

- + H+Nei tessuti

2828

2929

AllosterismoAllosterismo::Effetto della Effetto della COCO22 e del e del 2,32,3--BPGBPG

3030

Emoglobina materna = α1β1 α2β2Emoglobina fetale = α1γ1 α2γ2