hemoglobina hemoglobina es una hemeproteína 90% peso seco del eritrocito la hemoglobina es una...

Hemoglobina

• Hemoglobina es una Hemeproteína

• 90% peso seco del eritrocito

• La hemoglobina es una molécula de tipo esférica y 6,4 nm de diametro.

• Estructura tetrámero de dos pares de cadenas – globinas- ; cada una contiene un grupo prostético denominado Heme.

Propiedades de un Pigmento Respiratorio

• Capacidad de transportar gran cantidad de oxígeno

• Gran solubilidad

• Capacidad de “captar” y “ceder “ oxígeno a presiones determinadas

• Capacidad de amortiguar una solución de bicarbonato

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA DEL HEM

ESTRUCTURA DEL HEM

UNION DEL HEM A LA GLOBINA Y AL OXÍGENO

BOLSILLO DEL HEM

• La jaula hidrofóbica donde se encuentra el hem es la fuerza estabilizadora principal para la unión del hem a la proteína

• El medio no polar dificulta la oxidación de Fe ++ Fe +++

ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA DE LA GLOBINA

HEMOGLOBINAS NORMALES

EMBRIONARIAS FETALES ADULTAS

Gower 1 2 2 Fetal 2 136 G Hb A 2 2

Gower 2 2 2 Fetal 2 136 A

Hb A 2 2 2

Portland 2

2

ONTOGENIA DE LAS CADENAS DE GLOBINA

%%

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA

Cadena

• Posee 141 aminoácidos

• Extremo amino terminal: 1 valina y 2 leucina

• Extremo carboxilo terminal: 140 tirosina y 141 histidina

Cadena

Posee 146 aminoácidos

Extremo amino terminal: 1 valina

y 2 histidina

Extremo carboxilo terminal: 145

tirosina y 146 histidina

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA

Cadena

Difiere de la en 10 aminoácidos

Los 8 primeros residuos y los

residuos C terminal (127 – 146)

son iguales en y

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA

Cadena

Difiere de la en 39 aminoácidos

Extremo amino terminal: 1 glicina

Extremo carboxilo terminal: 145 tirosina y 146 histidina

ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA

Cadena

• Es la única cadena embrionaria que

posee isoleucina

• Existen dos tipos normales que

difieren en el aminoácido 136 G y A

ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA

• Cerca del 75% de las cadenas y forman hélix con 3,6 aminoácidos

por vuelta

• En las cadenas tipo existen 8 áreas helicoidales

(A – H )

ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA

• Los residuos que conectan dos

segmentos helicoidales, son

denominados con las letras de las

hélices que ellos conectan. Ej: EF3

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA

• El grupo prostético de la hemoglobina es la protoporfirina IX

• En cada sub unidad, el hem se coloca en una hendidura entre las hélices E y F

• Los grupos propionatos (altamente polares están en la superficie de la hemoglobina.

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA

• El resto de los grupos están ubicados

hacia el interior de la molécula,

rodeados por residuos no polares a

excepción de dos histidinas

ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA

• El hierro se une la Hys F8 ( histidina proximal)

• Al otro lado se encuentra la Hys E7 (histidina distal) donde se une el O2,

CO2 y CO

BOLSILLO DEL HEM

• Dos átomos de la Hystidina distal (E7) poseen un contacto van der Waal con la porfirina, tanto en el estado desoxigenado como en el oxigenado.

• La cadena lateral de la Hystidina no permite la entrada de ligandos polares

RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM

LADO DISTAL

Phe CD4

Hys E7

Leu G8

Val E11

Lys E10

LADO PROXIMALVal FG5Leu FG3Hys F8Leu H19Leu F4

RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM

• El piso está formado por las hélices B, G y H

• Los residuos hidrofóbicos en los segmentos C y CD protegen la abertura al impedir que el agua penetre.

RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM

• La Hys proximal, forma un puente de hidrógeno con el COO de Leu F4 y el OH de ser F5. Este puente y la cadena lateral de Hys F8 le confieren mas rigidez

• Tanto el hem como el , forman cerca del 75 contactos con 16 residuos de aminoácidos de cada bolsillo

HEM – GLOBINA

ESTRUCTURA CUATERNARIA

• Es la relacionada con el mantenimiento

de varias cadenas polipeptídicas unidas

dando lugar a proteínas complejas

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

• En la deoxi hemoglobina, los

tetrámeros están unidos por enlaces

salinos, contactos hidrofóbicos y

puentes de hidrógeno

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

Contactos 1- 1 (ó 2 – 2)

• Es el mas extenso:

• Involucra 32 residuos de

aminoácidos

• Incluye 127 átomos

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

Contactos 1- 1 ( ó 2 – 2)

• Se forman 4 puentes de hidrógeno

• Presenta un puente de hidrógeno

mediado por solvente

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

Contactos 1 – 2 (ó 2 – 1)

• Es el menos extenso

• Involucra 27 residuos de aminoácidos

• Incluye 170 átomos

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

Contactos 1 – 2 (ó 2 – 1)

• Se forman 6 puentes de hidrógeno

• Presenta 3 puentes de hidrógeno

mediados por solvente

ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

Movimientos de Hystidina y Hem

Transporte de Oxígeno

• Efecto cooperativo Heme-Heme

• pH – Efecto Bohr

• 2,3 DPG (Difosfoglicerato)

CURVA DE DISOCIACIÓNDE LA HEMOGLOBINA

EFECTO BOHR

Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina

• El 2,3 DPG es un fosfato sintetizado dentro del GR según: [PO4-], pH y NADH

• El 2-3 DPG se une en la cavidad central entre las dos cadenas

• Los grupos fosfatos forman un puente salino con los grupos N amino terminal y el imidazol de Hys 143

2,3 – DPG • El de 2,3 - DPG estabiliza la forma T

(deoxigenada) de la hemoglobina por entrecruzamiento de las dos subunidades globina.

• El de 2,3 - DPG favorece la liberación de O2.

• El de 2,3 – DPG sucede como respuesta a la hipoxia ( anemia, altitud, disfunción pulmonar,fumadores,etc)

Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina

Modelo Perutz

pH disminuye

Efecto Cooperativo

Unión 2,3 DPG

Efecto Buffer