STRUTTURA E FUNZIONE - chimicaelab.altervista.orgchimicaelab.altervista.org/download/biochimica/EMOGLOBINA.pdf · emoglobina (Hb) – si trova nei globuli rossi Trasporta anche CO

STRUTTURA E FUNZIONE

O2 non solubile in acqua

Esistono due proteine che permettono il trasporto di O2 nel corpo ◦ emoglobina (Hb) – si trova nei globuli

rossi Trasporta anche CO2 and H+

◦ Mioglobina (Mb) – si trova nei muscoli

Mb and Hb legano O2 grazie alla presenza del gruppo eme

eme ◦ Gruppo prostetico ◦ Consiste di: Protoporphyrina Fe2+ (ferrous) nella forma

ridotta

lo ione Fe2+accetta 6 legami di coordinazione ordinati secondo i vertici di un ottaedro

COME SI LEGA L’OSSIGENO?

Il Fe (allo stato ferroso) forma sei legami di coordinazione: 4 con gli N dell’anello porfirinico Il 5° con l’His Il 6° con l’O2

Monomerica

Struttura terziaria

153 AA

α-elica all’80%

Sacca idrofoba che

contiene EME

Presente nelle cellule

muscolari

Legame con O2 non-

cooperativo

Trasporta O2

Oligomerica

Struttura quaternaria

4 sub-unità: 2α e 2β

organizzate a coppie αβ

Ogni α 141 AA

Ogni β 146 AA

Ogni sub-unità lega un EME

Presente nei globuli rossi

Legame con O2 cooperativo

Trasporta O2, H+ e CO2

ALLOSTERISMO

- MODALITA’ DI REGOLAZIONE DELLA FUNZIONE DI ALCUNE PROTEINE

- Una sostanza può essere legata reversibilmente da una proteina: viene definita ligando di quella proteina

-la proteina forma un complesso con il ligando, legandolo a livello di uno specifico sito di legame

la formazione del legame di un ligando ad un sito altera le

proprietà dell’altro sito, in particolare la sua affinità per il secondo ligando ⇒cooperatività:

Può essere: -positiva: la modificazione aumenta la capacità di legame -negativa: la modificazione diminuisce la capacità di legame effettori allosterici:

1) effettori allosterici omotropici: (il substrato è esso stesso

effettore)

2) effettori allosterici eterotropici (effettore diverso da substrato)

la coordinazione di una molecola di O2 ad una sub unità dell’emoglobina favorisce la coordinazione di una seconda molecola di O2 ad un’altra subunità e così via fino all’assorbimento di 4 molecole di O2.

Tale effetto è noto come cooperativo.

Questo viene descritto dall’ andamento SIGMOIDEO della curve di

affinitò per l’ ossigeno

…..

1

O2

2

O2 O2

4

1 1

1 1

O2

Nel sangue la solubilità dell’O2 è molto maggiore che in acqua:

- In acqua la solubilità è 6.6 cm3 in 1 dm3 a 293 K e 1 atm ovvero di 3 x 10-4 M -Nel sangue, nelle stesse condizioni di T e P, la solubilità sale a 200 cm3 cioè 9 x 10-3 M

-L’assorbimento dell’ossigeno da parte dell’emoglobina o della mioglobina viene usualmente descritto da curve di ossigenazione in cui si riporta la frazione di proteina ossigenata in funzione della pressione parziale dell’ossigeno.

In queste curve il 100% corrisponde alla saturazione, cioè all’assorbimento di una molecola di O2 da parte di tutte le molecole di mioglobina o di quattro molecole di O2 da parte di tutte le molecole di emoglobina.

:

inizialmente:la pendenza della curva dell’affinità per l’O2 è bassa perché le subunità competono indipendentemente per il legame al primo O2

dopo:quando una molecola di O2 si è legata ad una subunità, l’affinità delle altre subunità aumenta e quindi aumenta la pendenza della curva

Nei polmoni la P(O2) è circa tre volte maggiore che nei tessuti (90-100 contro 30-35 mmHg)

Nei polmoni, dove ci sono elevate pressioni di O2, l’Hb assorbe efficentemente l’O2 venendo praticamente saturata

Nei tessuti, dove le pressioni di O2

sono basse, Hb è meno efficiente di Mb e rilascia l’O2 alla Mb che mantiene il 90% della saturazione

Emoglobina trasporto di O2

Mioglobina immagazzinamento O2

H + è un antagonista del

legame di O2 ad Hb al diminuire del pH è favorita

la dissociazione dell’ O2 dalla Hb

consente di rifornire con altro O2 i muscoli che si stanno contraendo attivamente, nei quali la pO2 può essere anche inferiore ai 20 torr

tali muscoli generano acido lattico velocemente

si produce un abbassamento del pH nel sangue

si stimola il rilascio di O2 da parte di Hb Hb(O2)nHx

++ O2 ⇋Hb(O2)n+1 + xH+

CO2 è presente libera o nei globuli rossi come HCO3-, il pH si

abbassa e diminuisce affinità di Hb per O2

nei polmoni viene eliminata CO2 con espirazione, si alza il pH e aumenta affinità di Hb per O2

Hb trasporta CO2 come carbammato ( circa 15%)

CO2 si combina con i gruppi amminici non carichi, e

questo favorisce il rilascio di Ossigeno