HEMOGLOBIN I MIOGLOBIN

Question 1

Koje su razlike hemoglobina i mioglobina?

Answer 1

HEMOGLOBIN
* crvene krvne stanice
* protein za prijenos kisika iz pluća u tkiva
* iskorištava 90% svoje sposobnosti vezanja
* 4 polipeptidna lanca
* alosterički protein
* kooperativno vezanje kisika
* sigmoidna krivulja disocijacije O2
* afinitet za vezanje O2 ovisi o pH
* oksihemoglobin
* deoksihemoglobin

MIOGLOBIN
* mišići
* uskladištenje kisika – dodatni izvor kisika
* iskorištava 7 % potencijalne sposobnosti vezanja
* 1 polipeptidni lanac
* nije alosterički protein
* vezanje kisika nije kooperativno
* hiperbolična krivulja disocijacije kisika
* afinitet za vezanje O2 ne ovisi o pH
* oksimioglobin
* deoksimioglobin

Question 2

Što je i kako je građen HEM?

Answer 2

• prostetička skupina mioglobina i hemoglobina koja omogućava vezanje kisikai daje mišićima i krvi crvenu boju

GRAĐA
- središnji ion željeza
- organska komponenta (protoporfirin)
PORTOPORFIRIN–>4 pirolna prstena povezana metinskim mostovima, koji sadrži 4 metilne skupine, 2 vinilne skupine, 2 propionatna bočna ogranka

Question 3

Kako je smješten ion željeza i koji njegovi oblici postoje?

Answer 3

• leži u središtu protoporfirina
• povezan je s 4 pirolna dušikova atoma
• fero oblik (Fe2+)
• feri oblik (Fe3+)

Question 4

Što se nalazi na petom i šestom koordinacijsko mjestu željeza?

Answer 4

5. • imidazolni prsten histidinskog ostatka proteina
   • proksimalni histidin
6. • ostaje slobodno
   • vezanje O2 *premještanje e- u ionu željeza
     *pomak u ravninu porfirina

Question 5

Koja je uloga distalnog histidina?

Answer 5

• donor vodika u vodikovoj vezi – stabilizira oksimioglobin
• kontrolira unutarnju reaktivnost hema
• sprječava otpuštanje reaktivnih kisikovih čestica (superoksidni ion O2-) koje bi mogle oštetiti stanice tkiva
• sprječava ostanak željezovog iona u oksidiranom obliku, čime bi se uništila funkcija molekule hema

Question 6

Kako je građen hemoglobin?

Answer 6

• četiri polipeptidna lanca
• dva i dva imaju jednak aminokiselinski slijed (alfa i beta)
  alfa-beta -dimer
  hemoglobin A (HbA) par istovjetnih alfa-beta-dimera (alfa1beta1 i alfa2beta2)

Question 7

Koja je razlika između vezanja kisika na mioglobin i hemoglobin?

Answer 7

MIOGLOBIN
- veći parcijalni tlak, veći udio molekula Mb s vezanim kisikom
- poluzasićenost pri 2 mmHg
HEMOGLOBIN
- sigmoidni oblik krivulje
- vezanje kisika slabije nego kod Mb!
- poluzasićenost kod višeg tlaka (26 mmHg)
- vezanje O2 na jedno mjesto Hb molekule povećava - vjerojatnost vezanja na ostala nepopunjena mjesta –>KOOPERATIVNO VEZANJE

Question 8

Koji je značaj kooperativnog vezanja kisika?

Answer 8

• parcijalni tlak kisika u plućima 100 mmHg –> 98 % veznih mjesta Hb zaposjednuto kisikom
• parcijalni tlak kisika u tkivima 20 mmHg –> 32 % veznih mjesta Hb zaposjednuto kisikom
• 66 % veznih mjesta sudjeluje u prijenosu kisika –> kooperativno otpuštanje pogoduje potpunijem otpuštanju kisika u tkivima (Mb prečvrsto veže O2)

kooperativno vezanje u Hb omogućuje isporuku  10 x veće količine O2 od one koju bi isporučio Mb i više od 1,7 x više od one koju bi isporučio nekooperativan (hipotetski) protein

Question 9

Kako se mjenja hemoglobin vezanjem kisika?

Answer 9

• vezanje kisika mijenja kvaternu strukturu Hb
• dimeri alfa1beta1 i alfa2beta2 rotiraju jedan u odnosu na drugi za oko 15°
• lokalne konformacijske promjene

Question 10

Objasni kooperativnost hemoglobina po usklađenom modelu.

Answer 10

• kvaterna struktura deoksi-oblika –> T-oblik (tense) Ili T-stanje
• kvaterna struktura oksi-oblika –> R-oblik (relaxed) Ili R-stanje

vezanje kisika za jedno mjesto povećava afinitet vezanja na drugim mjestima
1. vezanje liganda mijenja konformaciju podjedinice na koju se veže
2. konformacijska promjena potiče promjene konformacije na susjednim podjedinicama

Question 11

Opiši prelazak iz T-stanja u R-stanje.

Answer 11

1. vezanje kisika
2. pomak atoma željeza u ravninu porfirinskoga prstena
3. pomak His ostatka vezanog na peto koordinacijsko mjesto
4. pomiče se alfa-uzvojnica
5. karboksilni kraj te uzvojnice leži na sučelju dvaju alfabeta-dimera
6. prelazak iz T-stanja u R-stanje

Question 12

Koji alosterički efektor stabilizira T-stanje?

Answer 12

2,3-BPG (2,3-bisfospoglicerat) je alosterički efektor koji stabilizira T-stanje. Ne veže se na vezno mjesto za kisik.

• T-stanje mora ostati stabilno sve dok ga vezanje dovoljne količine kisika ne pretvori u R-stanje.
• Ukoliko bi se ravnoteža prerano pomakla prema R-stanju premalo bi se kisika otpustilo pri fiziološkim uvjetima.

Question 13

Što je Bohrov efekt? Koje kemijske skupine su odgovorne za taj efekt? Kako utjeće pH?

Answer 13

• regulacija vezanja kisika H+ ionima i CO2
• -amino skupine N-krajeva alfa-lanaca i His ostaci
  (nastaju ionski mostovi između a.k. ostataka)

pH
- afinitet Hb za kisik se smanji kada je pH < 7,4
- povećava se tendencija otpuštanja kisika
- stvaranje ionskih mostova stabilizira T-stanje, potičući otpuštanje kisika
–> viši pH – bočni lanac His nije protoniran
–> niži pH - bočni lanac His je protoniran –> ionski most –> stabilizacija T-stanja

velika koncentracija CO2 dovodi do snižavanja pH-vrijednosti u eritrocitima
pad pH stabilizira T-stanje

Question 14

Kako povećana koncentracija CO2 u krv idjeluje na pH i hemoglobin?

Answer 14

• velika koncentracija CO2 dovodi do snižavanja pH-vrijednosti u eritrocitima
• pad pH stabilizira T-stanje
• CO2 smanjuje afinitet Hb za kisik, pa se povećava količina otpuštenog kisika
• CO2 reagira s terminalnim amino-skupinama koje leže na sučelju između dvaju alfabeta-dimera.
  Nastaju negativno nabijene karbamatne skupine koje sudjeluju u ionskim interakcijama, stabiliziraju T-stanje i potiču otpuštanje kisika.