Kolokwium I - białka cz. 3 Flashcards
Jaką funkcję pełnią hemoproteiny? podaj przykłady
- transport tlenu (Hb)
- przechowywanie tlenu w mięśniach (Mob)
- transport elektronowy (cytrochromy)
- enzymy rozkładające H2O2 (peroksydazy)
Z ilu aminokwasów składa się mioglobina?
153
Jaki ciężar cząsteczkowy ma mioglobina?
16700 Da
Z jakich struktur drugorzędowych i w jakiej części składa się mioglobina?
75% łańuchy α-helisy, połączone β-zwrotami
osiem segmentów helikalnych A-H
Jakie aminokwasy w głównej mierze znajdują się we wnętrzu cząsteczki mioglobiny i czym się one charakteryzują?
hydrofobowe: Leu, Val, Met, Phe
Jak można nazwać wnętrze cząsteczki mioglobiny, w której tkwi hem?
“kieszeń” hydrofobowa
Czy mioglobina jest rozpuszczana w wodzie?
tak
Z jakich podjednostek i w jakiej konfiguracji składa się hemoglobina?
2α i 2β ułożone w narożnikach czworościanu tworząc układ dwóch protomerów αβ
Ile osi symetrii ma cząsteczka hemoglobiny?
dwie
Jaka cecha pierścienia hemoglobiny wpływa na jej aktywność biologiczną?
asymetria
Z jakich struktur drugorzędowych składa się podjednostka α hemoglobiny?
7 odcinków α-helisy A-H
N-Wal, C-Arg
Z jakich struktur drugorzędowych składa się podjednostka β hemoglobiny?
8 odcinków α-helisy A-H
N-Wal. C-His
Do czego analogiczna jest struktura podjednostki β hemoglobiny?
do mioglobiny
Jaki ciężar cząsteczkowy ma Hb?
65 000 Da
Ile układów hemowych posiada cząsteczka hemoglobiny?
cztery (w każdym łańcuchu peptydowym)
Ile wynosi stężenie Hb w krwinkach?
5 mM
Ile procent wagi krwinki czerwonej stanowi Hb?
33%
Ile hemoglobiny znajdziemy w 100 ml krwi?
12-18 g
W jakiej pozycji hemu znajduje się miejsce wiązania tlenu?
w 6-tej pozycji koordynacyjnej
Co stanowi przestrzenną zawadę w cząsteczce tlenu i w jakiej pozycji się znajduje?
dystalna His E7
Co znajduje się w proksymalnej pozycji w cząsteczce hemu?
His F8
Co się dzieje z jonem żelaza w momencie związania tlenu przez mioglobinę?
następuje jego przesunięcie o 0,06 nm
Jaką funkcję pełni przestrzenna zawada?
zabezpiecza jon żelaza przed utlenieniem i chroni przed wiązaniem tlenku węgla
Jak wypływa His dystalna na powinowactwo CO do układu hem-Fe2+?
obniża je tysiąckrotnie
Jakie czynniki pozwalają utrzymać jon żelaza na 2+ stopniu utlenienia?
- hydrofobowe otoczenie układu hemowego wewnątrz kieszeni globiny
- stabilizacja kompleksu hem-globina wiązaniami koordynacyjnymi z resztami His
- aktywność enzymów
Jakie enzymy mają znaczenie dla utrzymania jonu żelaza na 2+ stopniu utlenienia?
- reduktazy methemoglobiny (flawoproteina)
- reduktaza askorbinowa
- reduktaza glutationowa
Jaki enzym katalizuje przemianę MetHbFe3+ w HbFe2+?
jest to reakcja nieenzymatyczna
Jaką przemianę katalizuje reduktaza askorbinowa?
przemianę dehydroaskorbinianu (utleniony) do askorbinianu (zredukowanego = wit. C)
Jaką przemianę katalizuje reduktaza glutationowa?
GSSG (glutation utleniony) do GSH (glutation zredukowany)
Ile wynosi P50 dla mioglobiny?
1 torr = 1 mmHg
O czym mówi wartość P50?
o ciśnieniu O2, w którym wysycenie białka wynosi 50%
Jak nazywa się hemoglobina odtlenowana?
deoksyhemoglobina (Hb)
Jak nazywa się hemoglobina utlenowana?
oksyhemoglobina (HbO2)
Z ilu aminokwasów składa się podjednostka α hemoglobiny?
141
Z ilu aminokwasów składa się podjednostka β hemoglobiny?
146
Z jakich heterodimerów składa się tertamer hemoglobiny?
α1α2β1β2 = α1β1 + α2β2
Jakie wiązanie występuje pomiędzy podjednostkami αβ w cząsteczce hemoglobiny? Jaką siłą się one charakteryzują?
dość silne oddziaływania hydrofobowe
Jakie wiązanie występuje pomiędzy podjednostkami αα i ββ w cząsteczce hemoglobiny i czym się one charakteryzują?
słabsze wiązania jonowe
W momencie utlenowania jednej z podjednostek hemoglobiny następuje wysunięcie żelaza z płaszczyzny hemu czy wciągnięcie jonu w tę płaszczyznę?
wciągnięcie żelaza w płaszczyznę hemu
Która histydyna wpływa na przekształcenia struktury przestrzennej łańcucha peptydowego utlenieniu jednej z podjednostek hemoglobiny?
proksymalna
Na co wpływają zmiany struktury przestrzennej utlenowanej podjednostki hemoglobiny?
na konformację (strukturę trójwymiarową) pozostałych podjednostek
Co to jest allosteria?
zmiana powinowactwa chemicznego białka do cząsteczek przez zmianę konformacji
Co to jest efekt allosteryczny?
odwracalna zmiana konformacji białka i aktywności biologicznej na skutek przyłączenia efektora allosterycznego
Gdzie odgrywa ważną rolę efekt allosteryczny?
w regulacji aktywności enzymatycznej
Co to jest efektor allosteryczny?
związek chemiczny łączący się z centrami allosterycznymi podjednostek enzymatycznych
Na jaką strukturę białka ma wpływ efektor allosteryczny? Na co w ten sposób wpływa?
na strukturę przestrzenną wpływając na aktywność biologiczną
Jakiej struktury białka nie zmienia efektor allosteryczny?
pierwszorzędowej struktury białka!
Jaki wpływ mogą mieć efektory allosteryczne?
pozytywny lub negatyny
Którą formę białka stanowi Deoksy-Hb?
forma T (tense, tight)
Którą formę białka stanowi Oksy-Hb?
forma R (relaxed)
Jakie są interakcje niekowalencyjne pomiędzy heterodimerami w Deoksy-Hb w stosunku do Oksy-Hb?
silniejsze
Jaka jest nisza pomiędzy podjednostkami β w Deoksy-Hb w stosunku do Oksy-Hb? podaj wartości
Deoksy-Hb: His143β-His143β = 1,75 nm
Oksy-Hb: His143β-His143β = 0,86 nm
Jaka struktura może wiązać się z tetramerem hemoglobiny?
2,3-BPG = 2,3-didosfoglicerynian
Ile wynosi stężenie 2,3-BPG w erytrocycie?
prawie równe stężeniu hemoglobiny
Jak wpływa i na jaką formę hemoglobiny 2,3-BPG?
wzrost stężenia 2,3-BPG stabilizuje formę T (odtlenowaną)
W jaki sposób 2,3-BPG stabilizuje formę T?
tworzy nowe wiązania jonowe pomiędzy podjednostkami β
W jaki sposób 2,3-BPG wpływa na zdolność oddawania bądź przyjmowania tlenu przez hemoglobinę?
wzrost stężenia 2,3-BPG ułatwia oddawanie tlenu
Kiedy podnosi się stężenie 2,3-BPG?
w odpowiedzi na niedotlenienie tkanek (np. anemia, zaburzenia funkcji układu oddechowego, palenie papierosów lub przebywanie na dużych wysokościach)
Co to znaczy “kooperatywny”?
oparty na współdziałaniu
Czym muszą się charakteryzować białka, żeby mogły kooperować w odpowiedzi na związanie z ligandem?
jeśli białko istnieje w dwóch lub więcej konformacjach zależnych od liganda i jest złożone z wielu podjednostek
W jakim miejscu białko wiąże ligand?
w miejscu niekatalitycznym
Czy wiązanie tlenu jest kooperatywne?
tak
Czy 2,3-BPG może być ligandem wymuszającym kooperatywność?
tak
Jakie wyróżniamy efekty kooperacji?
- homotropowy
- heterotropowy
Na czym polega efekt homotropowy kooperacji?
ligandami są taki same cząsteczki wiązane w różnych obszarach białka
Na czym polega efekt heterotropowy kooperacji?
przyłączenie jednego rodzaju cząsteczki powoduje zmianę powinowactwa do innego rodzaju cząsteczek
Jakie wyróżniamy rodzaje kooperacji?
pozytywna (dodatnia) i negatywna (ujemna)
Na czym polega pozytywna kooperacja?
ułatwione wiązanie przez białko danego liganda w wyniku uprzedniego związania innej cząsteczki (zwiększone powinowactwo i większa siła wiązania)
Na czym polega negatywna kooperacja?
obniżenie zdolności wiązania danego ligandu w wyniku uprzedniego związania innej cząsteczki
Jakie wyróżniamy rodzaje hemoglobin?
HbA
HbA2
HbF
HbG
Która hemoglobina jest hemoglobiną płodową i z jakich podjednostek się składa?
HbF: α2 γ2
Która hemoglobina jest hemoglobiną embrionalną i z jakich podjednostek się składa?
HbG: α2 ε2
Która hemoglobina jest hemoglobiną występującą u dorosłego człowieka i z jakich podjednostek się składa?
HbA: α2 β2
HbA2: α2 δ2
Jaki kształt ma wykres wysycenia hemoglobiny tlenem od ciśnienia parcjalnego tlenu?
sigmoidalny
O czym świadczy sigmoidalny przebieg krzywej zależności wysycenia hemoglobiny tlenem od ciśnienia parcjalnego tlenu?
o kooperatywności centrów wiążących tlen
Jaki rodzaj kooperacji reprezentuje wzrost wysycenia tlenem wraz ze wzrostem ciśnienia parcjalnego tlenu?
kooperacja pozytywna
Jaka może być przyczyna zwiększenia łatwości wiązania tlenu przez hemoglobinę po związaniu przynajmniej jednej cząsteczki tlenu?
może to wywoływać zmiany konformacyjne, wskutek których miejsca wiążące tlen stają się bardziej wyeksponowane
Jakim aktywatorem kooperatywnym jest tlen dla hemoglobiny?
homotropowym
Co wyznacza współczynnik Hilla?
stopień kooperacji
Jakie wyróżniamy efektory dodatnie dla przejścia hemoglobiny w formie T do formy R (o dużym powinowactwie do tlenu)?
tlen i tlenek węgla (CO)
Jakie wyróżniamy efektory ujemne dla hemoglobiny (przejście z formy R do formy T - o małym powinowactwie do tlenu)?
- H+
- CO2
- 2,3-BPG
Co jest mocniejszym kwasem: hemoglobina utlenowana czy odtlenowana?
hemoglobina utlenowana
Dlaczego hemoglobina odtlenowana jest słabszym kwasem?
- His 146 łańcucha β wiąże jon wodorowy (dzięki bliskiemu sąsiedztwu Asp94)
- His 122 łańcucha α wiąże jon wodorowy
- grupy N-końcowe aminokwasów łańcuchów α wiążą jony wodorowe
Jaki wpływ na formę T hemoglobiny ma wiązanie jonów wodorowych?
zwiększa możliwości tworzenia wiązań jonowych stabilizujących formę T hemoglobiny
Dlaczego hemoglobina utlenowana jest mocniejszym kwasem?
ponieważ oddysocjowuje jon wodorowy
Gdzie anhydraza węglanowa katalizuje reakcję przemiany CO2 w HCO3-?
we wnętrzu krwinek
Gdzie z krwinek dyfunduje HCO3- ?
do osocza
Transport jakiego jonu i w jakim kierunku towarzyszy dyfuzji HCO3- do osocza?
dyfuzja Cl- do wnętrza krwinek
W jakiej formie 80% CO2 jest transportowane do płuc?
w postaci HCO3- w osoczu
W jakiej formie 15% CO2 jest transportowane do płuc?
przez karbaminiany
Co się dzieje z protonami powstałymi podczas działania anhydrazy węglanowej w krwinkach?
są buforowane przez hemoglobinę
Ile tlenu rozpuszcza sie w 100 ml krwi?
0,284 ml tlenu
Ile tlenu wiąże 1 g hemoglobiny?
1,35 ml tlenu
Ile tlenu może transportować 100 ml krwi?
ok. 20 ml
Na jakie procesy może wpływać NO reagując z określonymi białkami?
- przewodzenie impulsu nerwowego
- agregacja płytek krwi
- rozluźnienie mięśni gładkich naczyń
- działanie cytotoksyczne komórek układu odpornościowego
Gdzie jest syntetyzowany NO?
przez komórki śródbłonka naczyń
Gdzie dyfunduje NO po zsyntetyzowaniu przez komórki śródbłonka naczyń?
do eytrocytów
Z czym wiąże się NO po dyfuzji do erytrocytów?
z układem hemowym hemoglobiny
Z jaką resztą aminokwasową, którego łańcucha hemoglobiny wiąże się NO w kolejnym etapie reakcji z hemoglobiną?
z jedną z reszty Cys łańcucha β
Gdzie i dlaczego jest transportowany addukt hemoglobina-NO?
do rejonów o niskim pO2, gdzie następuje uwalnianie NO (rozszerzenie naczyń w tkankach, które zużywają dużo tlenu)
Jakie wyróżniamy możliwe hemogobinopatie?
- zmniejszenie rozpuszczalności
- spadek powinowactwa do O2
- wzrost powinowactwa do O2
- utlenienie żelaza hemowego
- niestabilne hemoglobiny
- defekty syntezy globin
Czym może być spowodowane zmniejszenie rozpuszczalności hemoglobiny?
anemią sierpowatokrwinkową (HbS)
Jakie skutki kliniczne ma zmniejszenie rozpuszczalności hemoglobiny?
anemia hemolityczna i ból
Jakie skutki kliniczne ma zmniejszenie powinowactwa hemoglobiny do tlenu?
sinica
Jakie skutki kliniczne ma zwiększenie powinowactwa hemoglobiny do tlenu?
policytemia
Co powstaje w wyniku utlenienia żelaza hemowego?
methemoglobina = HbM
Jakie skutki kliniczne ma utlenienie żelaza hemowego?
sinica
Jakie skutki kliniczne ma niestabilność hemoglobiny?
powstanie ciałek Heinza i anemia
Czym może być spowodowana niestabilność hemoglobiny?
dysocjacją lub utratą hemu
Jakie defekty syntezy globiny mają wpływ na prawidłowe działanie hemoglobiny?
talasemie
Jakie skutki kliniczne mają defekty syntezy globiny?
anemie
Co wywołuje niedokrwistość sierpowatokriwnkową?
zmiana w łańcuchu β6 Glu → Val
Jakie znaczenie w diagnostyce ma zmiana w łańcuchu β6 Glu → Val w niedokrwistości sierpowatokrwinowej?
zmiana ruchliwości elektroforetycznej → możliwa diagnostyka choroby
Co się dzieje z deoksyHbS w erytrocytach?
polimeryzuje co prowadzi do zmiany kształtu
Jak długo żyją sierpowate erytrocyty?
10-15 dni zamiast 120
Jaka jest “korzyść” chorowania na anemię sierpowatokrwinkowa?
zapewnia odporność na malarię
Do czego prowadzi atak w anemii sierpowatokrwinkowej?
do zawału tkanek
Co prowadzi do powstania hemoglobiny C (HbC)?
zmiana β6 Glu → Lys
Co się dzieje w erytrocytach zawierających HbC?
HbC tworzy kryształy
Jaka modyfikacja genetyczna może prowadzić do powstania HbM?
zamiana α87 (F8) His → Tyr
Czym są talasemie?
niedokrwistość hemolityczna spowodowana niewystarczającym wytwarzaniem podjednostek alfa lub beta
Czy istnieje możliwość przeżycia zarodka, który odziedziczył tworzenie HbM?
wyłącznie jeśli jest heterozygotą
Jaka forma hemoglobiny powstaje przy talasemii i czym ona się charakteryzuje?
homotetramery o zredukowanej zdolności wiązania tlenu
Jakie wyróżniamy rodzaje talasemii?
alfa- i betatalasemie
Co jest najczęstszą przyczyną α-talasemii?
delecja genów α-globiny
Jakie wyróżniamy rodzaje β-talasemii?
- minor
- major (β°)
- intermedia (β+)
Czym jest spowodowana β-talasemia minor?
delecją genu β-globiny w jednej kopii chromosomu 11 (heterozygota)
Czym jest spowodowana β-talasemia major?
mutacją typu nonsens
Czym jest spowodowana β-talasemia intermedia?
mutacją w miejscach regulatorowychlub mutacją zmiany sensu
Do czego prowadzi delecja genu β-globiny jednej kopii chromosomu 11?
do niewielkiej anemii
Do czego prowadzi mutacja typu nonsens wywołująca β-talasemię major?
do braku wytwarzania β-globiny
Do czego prowadzi mutacja wywołująca β-talasemię intermedia?
do wytwarzania małej ilości β-globiny