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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.
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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
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ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DEL HEM
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ESTRUCTURA DEL HEM
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UNION DEL HEM A LA GLOBINA Y AL OXÍGENO
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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 +++
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ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA
ESTRUCTURA DE LA GLOBINA
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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
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ONTOGENIA DE LAS CADENAS DE GLOBINA
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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
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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
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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
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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
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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
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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 )
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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
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ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA
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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.
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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HEM – GLOBINA
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ESTRUCTURA CUATERNARIA
• Es la relacionada con el mantenimiento
de varias cadenas polipeptídicas unidas
dando lugar a proteínas complejas
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ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
• En la deoxi hemoglobina, los
tetrámeros están unidos por enlaces
salinos, contactos hidrofóbicos y
puentes de hidrógeno
![Page 31: 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](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061614/5665b4cd1a28abb57c93cf09/html5/thumbnails/31.jpg)
ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1- 1 (ó 2 – 2)
• Es el mas extenso:
• Involucra 32 residuos de
aminoácidos
• Incluye 127 átomos
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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
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ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
Contactos 1 – 2 (ó 2 – 1)
• Es el menos extenso
• Involucra 27 residuos de aminoácidos
• Incluye 170 átomos
![Page 34: 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](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061614/5665b4cd1a28abb57c93cf09/html5/thumbnails/34.jpg)
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
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ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA
![Page 36: 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](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061614/5665b4cd1a28abb57c93cf09/html5/thumbnails/36.jpg)
Movimientos de Hystidina y Hem
![Page 37: 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](https://reader033.vdocuments.co/reader033/viewer/2022061614/5665b4cd1a28abb57c93cf09/html5/thumbnails/37.jpg)
Transporte de Oxígeno
• Efecto cooperativo Heme-Heme
• pH – Efecto Bohr
• 2,3 DPG (Difosfoglicerato)
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CURVA DE DISOCIACIÓNDE LA HEMOGLOBINA
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EFECTO BOHR
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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
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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)
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Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina
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Modelo Perutz
pH disminuye
Efecto Cooperativo
Unión 2,3 DPG
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Efecto Buffer