Hemoglobina

1. 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.

2. 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

3. ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA ESTRUCTURA DEL HEM

4. ESTRUCTURA DEL HEM

5. UNION DEL HEM A LA GLOBINA Y AL OXÍGENO

6. 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 ++e Fe +++

7. ESTRUCTURA DE LA HEMOGLOBINA ESTRUCTURA DE LA GLOBINA

8. HEMOGLOBINAS NORMALES

9. ONTOGENIA DE LAS CADENAS DE GLOBINA %%

11. ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA Cadena a • Posee 141 aminoácidos • Extremo amino terminal: a1 valina y a2 leucina • Extremo carboxilo terminal: a 140 tirosina y a 141 histidina

12. ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA • Cadena b • Posee 146 aminoácidos • Extremo amino terminal: b1 valina y b2 histidina • Extremo carboxilo terminal: a 145 tirosina y a 146 histidina

13. ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA Cadena d • Difiere de la b en 10 aminoácidos • Los 8 primeros residuos y los residuos C terminal (127 – 146) son iguales en b y d

14. ESTRUCTURA PRIMARIA DE LA HEMOGLOBINA • Cadena g • Difiere de la b en 39 aminoácidos • Extremo amino terminal: g 1 glicina • Extremo carboxilo terminal: g 145 tirosina y g 146 histidina

15. ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA Cadenag • Es la única cadena embrionaria que posee isoleucina • Existen dos tipos normales que difieren en el aminoácido 136g GygA

16. ESTRUCTURA SECUNDARIA DE LA HEMOGLOBINA • Cerca del 75% de las cadenasa yb formanahélix con 3,6 aminoácidos por vuelta • En las cadenas tipobexisten 8 áreas helicoidales (A – H )

17. 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

19. ESTRUCTURA TERCIARIA DE LA HEMOGLOBINA

20. 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.

21. 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

22. 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

24. 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

25. LADO DISTAL Phe CD4 Hys E7 Leu G8 Val E11 Lys E10 LADO PROXIMAL Val FG5 Leu FG3 Hys F8 Leu H19 Leu F4 RESIDUOS EN CONTACTO CON EL HEM

26. 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.

27. 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 a como el b, forman cerca del 75 contactos con 16 residuos de aminoácidos de cada bolsillo

28. HEM – GLOBINA

29. ESTRUCTURA CUATERNARIA • Es la relacionada con el mantenimiento de varias cadenas polipeptídicas unidas dando lugar a proteínas complejas

30. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA • En la deoxi hemoglobina, los tetrámeros están unidos por enlaces salinos, contactos hidrofóbicos y puentes de hidrógeno

31. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA Contactosa1- b1 (ó a2 – b2) • Es el mas extenso: • Involucra 32 residuos de aminoácidos • Incluye 127 átomos

32. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA Contactosa1- b1 ( ó a2 – b2) • Se forman 4 puentes de hidrógeno • Presenta un puente de hidrógeno mediado por solvente

33. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA Contactosa1 – b2 (ó a2 – b1) • Es el menos extenso • Involucra 27 residuos de aminoácidos • Incluye 170 átomos

34. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA Contactosa1 – b2(óa2 – b1) • Se forman 6 puentes de hidrógeno • Presenta 3 puentes de hidrógeno mediados por solvente

35. ESTRUCTURA CUATERNARIA DE LA HEMOGLOBINA

36. Movimientos de Hystidina y Hem

37. Transporte de Oxígeno • Efecto cooperativo Heme-Heme • pH – Efecto Bohr • 2,3 DPG (Difosfoglicerato)

38. CURVA DE DISOCIACIÓNDE LA HEMOGLOBINA

39. EFECTO BOHR

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

41. 2,3 – DPG • El h de 2,3 - DPG estabiliza la forma T (deoxigenada) de la hemoglobina por entrecruzamiento de las dos subunidades b globina. • El h de 2,3 - DPG favorece la liberación de O2. • El h de 2,3 – DPG sucede como respuesta a la hipoxia ( anemia, altitud, disfunción pulmonar,fumadores,etc)

42. Unión del 2,3 – DPG al Tetrámero de Deoxihemoglobina

43. Modelo Perutz pH disminuye Efecto Cooperativo Unión 2,3 DPG

44. Efecto Buffer