Relacion de ESTRUCTURA Y FUNCION Hemoglobina como

Relacion de
ESTRUCTURA
Y FUNCION
Hemoglobina
como modelo
de la funcion
de estructura
cuaternaria de
las proteinas.
Ligando
Sitio de enlace (Binding site)
Efecto inducido (Induced Fit)
Efecto inducido (Induced Fit)
Dos moleculas que enlazan oxigeno
Mioglobina y Hemoglobina
Grupo Heme de Mioglobina y Hemoglobina
Grupo prostetico no proteico
Anillo organico de protoporfirina- Enlaza Fe
Los enlaces de Fe al N
de la molecula de
protoporfirina
ayudan a evitar que
el Fe pase de
Fe+2 a Fe +3
El Fe +3 no enlaza O2
El Fe tambien esta
protegido al enlazarce al
N de un residuo de His
de una de las helices alfa
de la globina
Importancia de la estructura tridimensional de la proteina
En un grupo heme libre, CO se enlaza 20,000 mas fuerte que O2.
El angulo en que cada molecula se enlaza afecta su enlace con
el grupo heme de la proteina, ya sea mioglobina o hemoglobina.
La presencia del
residuo His E7
hace que el
CO se enlace mas
debilmente a
la proteina.
(200 veces mejor)
θ= sitios de enlace ocupados
sitios de enlace totales L=ligando
Kd= constante de disociacion
La reaccion entre proteina y ligando se describe como una hiperbole.
La fraccion de sitios ocuapdos se va saturando de forma asimptotica
a medida que aumenta la concentracion de ligando.
En mioblobina L= pO2
Kd= P50
Rol de Mioglobina
Rol de Hemoglobina
Observación: O2 es poco soluble en agua y nuestro cuerpo
es mayormente agua.
Relacion de
ESTRUCTURA
Y FUNCION
EritrocitosEn mamiferos
son sacos de
Hb.
Transporte de
Oxigeno de
pulmon a tejidos
Hb adultos
proteina tetramerica
Dos cadena α
Dos cadenas β
Menos del 50% de
residuos son
identicos entre ambas.
Sin embargo la
estructura
terciaria es similar
Comparacion Hb α y β con Mb
Residuos variables e invariables
Importancia entre la interaccion de las cadena α y β
en terminos de la funcion de Hb.
Ejemplo de interacciones entre cadenas de Hb
mediadas por atracciones ionicas
Dos posibles conformaciones de Hb. (Ej de Proteina alosterica)
Dos afinidades diferentes con Oxigeno
T state- Tenso (se relaciona con DeoxiHb)
R state- Relajado (se relaciona con OxiHb)
Cambio conformacional en la estructura cuaternaria de Hb
cuando uno de sus cadenas se enlaza a oxigeno.
No hay necesidad de cambios grandes en estructura terciaria
Como se obtine la curva
sigmoide de Hb?
Transicion entre dos
estados de afinidad.
Relacion a funcion
Transporte de Oxigeno
Ecuación de Hill
•  Describe el grado de saturación como
función de pO2
•  Constante de Hill- describe la interacción de
la proteína con el ligando
–  N =1 no cooperativo
–  N>1 cooperatividad positiva
–  N< 1 cooperatividad negativa
MODELOS DE INTERCONVERSION ENTRE T Y R
Concertado
Secuencial
Hb tambien interacciona con otras moleculas:
H+- transporte a pulmones/amortiguador
Efecto de Bohr
CO2- transporte a pulmones
Carbamino
BPG (bifosfo glicerato)- Modulador
CO- competidor por el grupo heme
Relacion de
Enlace de O2
con el pH
de la sangre
Transporte de CO2: HCO3
Es responsable del 70 – 80% CO2
-
Transporte de CO2: carbamino-Hb
Responsable de 15 – 20%
R-NH3+
Oxy-Hb
Δ pka
Terminal
Amino Group
R-NH2 + H+
Deoxy-Hb
Carbamate
ANEMIA FALCIFORME
Anemia falciforme sickle cell - Mutacion genetica en cadena β
Glu cambia a Val. Causa cambio dramatico en estructura de Hb.