Tema 2:Estructura y Función de las Proteínas

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Prof. Vanessa Miguelvanessa.miguel@ucv.ve@bioquitips

Noviembre 2011

Universidad Central de VenezuelaFacultad de MedicinaEscuela de Medicina Luis RazettiCátedra de Bioquímica

Oxigenación de la Hemoglobina

Curva de oxigenación de la Hb

MbCurva hiperbólica

HbCurva sigmoidal

HbMb

Curva de Oxigenación Mb y Hb

Estructura de la Mioglobina

Estructura de la Hemoglobina

1 subunidad 4 subunidad: α2β2

1 grupo Hemo 4 grupos Hemo

Une 1 O2 Une 4 O2

Segmento hidrofílico

Segmento hidrofóbico

HemoAtomo de Fe (hasta 6 enlaces)

Parte orgánica (protoporfirina = 4 anillos pirrol)4 enlaces con átomos de N del Hemo

Hemo

HemoÁtomo de Fe (hasta 6 enlaces)

Parte orgánica (protoporfirina = 4 anillo pirrol)

4 enlaces con átomos de N del Hemo Planar

Hemo

1 enlace con HisF81 enlace con el O2

Interacción con el O2

Tiene más de un sitio (4) de unión al ligando.

Alosterismo cooperativo: la unión del 4° ligando es más fácil que la del 1°, gracias a un cambio conformacional en la molécula.

Hemoglobina: Proteína alostérica

Transporte de O2 en la Hb

4O2 + Hb4 ↔ Hb4 (O2) 4 reacción reversible

Hb se combina con 4 moléculas de oxígeno 2 formas: Oxihemoglobina (forma R) y

Desoxihemoglobina (forma T) Forma de transporte muy eficiente

Estado TensoMenor afinidad por el O2

Estado RelajadoMayor afinidad por el O2

Cambios estructura de la Hemoglobina

Cambios estructura de la Hemoglobina

O2TR

Hb: proteína alostérica

La unión con el O2 ocurre debido a pequeños cambios en la estructura terciaria de los segmentos cerca del hemo y un gran cambio en la estructura cuaternaria.

Cambio de la forma T (desoxiHb, tensa) a R (HbO2, relajada).

Efecto del pH

Factores que modifican la afinidad de la Hb oxigenada

La concentración de protones [H+] La presión parcial de gas carbónico,PCO2

[2,3-DPG]

Moduladores de la curva de disociación de la Hb O2

La curva se desplaza a la derecha cuando:

↑ PCO2, ↑ [H+] y ↑ 2-3-DPG La Hb disminuye su afinidad por el O2 y lo

libera. Ocurre en los tejidos. En los pulmones ocurre lo contrario.

↑ PCO2, ↑ [H+] y ↑ 2-3-DPG Se unen a la desoxiHb y estabilizan la

estructura T, disminuyendo la afinidad. Todos los efectores se unen en

diferentes lugares de las cadenas α y β, pero pueden competir por un mismo sitio.

Moduladores de la curva de disociación de la Hb O2

A menor pH se forman puentes iónicos que estabilizan la forma TCO2 + H2O ⇒ H2CO3 ⇔ HCO3

- + H+

Efecto del pH

Grupo Hemo no unido a O2

Atomo de Fe por debajo del plano del Hemo

Grupo Hemo unido a O2

Atomo de Fe por se desplaza hacia el plano del Hemo

La unión de O2 al grupo Hemo de la Hb, cambia la conformación de una subunidadEl cambio en la conformación de una subunidad induce cambios en la conformación

de las otras subunidades

Alosterismo

Cambios en la estructura del Hemo con la oxigenación

“Bioquímica” Mathews, van Holde y Ahern. Addison Wesley 2002

Unión del 2,3-BPG a la desoxihemoglobina

El CO2 regula la unión de O2 a la hemoglobina mediante combinación reversible con los grupos aminos de la N-terminal de las proteínas de la sangre para formar carbamatos:

R-NH2 + CO2 R-NH-COO- + H+

La desoxihemoglobina se une al CO2 más fácilmente que la oxihemoglobina para formar carbaminohemoglobina

Cuando la concentración de CO2 es alta (como en los capilares), los H+ protones liberados por la formación de carbamato promueven la liberación de O2 .