hemoglobina - fg 2012 · 8 co 2 também é modulador alostérico da hb ligação do co 2 estabiliza...
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accad.osu.edu/~vberezin/ibp/progress.htm
Hemoglobina é formada por cadeias e
FE
HG
A
B
D
C
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Interações - e - mantém tetrâmero
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Mioglobina e Hemoglobina
Heme é um grupo prostético.Proteína sem grupo prostético - apoproteínaProteína + grupo prostético - holoproteína
O grupo heme
Protoporfirina IX + Fe2+
Heme com ferro oxidado para Fe3+ (férrico) não liga oxigênio!
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His E7(distal)
His F8(proximal)
Val E11
Phe CD1
Vizinhança do heme na hemoglobina
HbO2 - oxi-HbHb - desoxi-Hb
Cada heme liga um O2. Cada Hb tem 4 hemes, logo liga 4 O2
Monóxido de carbono se liga ao heme
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Associação entre proteína e liganteobedece a um equilíbrio:
Kd [L]
[PL]
PL P L
[P]
Representação gráfica da associaçãoproteína-ligante:
- fração de sítios ocupados
[L][L] + Kd
Mioglobina como transportador de O2
tecidos pulmão
fraçã
ode
síti
osoc
upad
os
O2
O2
Como seria o transportador de O2 ideal ?
fraçã
ode
síti
osoc
upad
os
Como a mesma proteína pode exibir afinidades diferentes por um certo ligante ?
Afinidade maior por O2em alta pO2 e afinidade menor por O2em baixa pO2
O2
dica: forma = função
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Hemoglobina existe em duas conformações
proteína alostérica = outras formas
Forma T(tensa)
Forma R(relaxada)
fraç
ãode
síti
osoc
upad
os
Hemoglobina como transportador de O2
O2 induz mudança de conformação
Forma T Forma R
O2
O2 é um modulador alostérico da Hb
Ligação de O2 induz alteração de conformação
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Ligação de O2 induz alteração de conformação Ligação de O2 induz alteração de conformação
Comportamento alostérico da Hemoglobina
T
R
02 02 02
fraçã
ode
síti
osoc
upad
os
altaafinidade
baixaafinidade
Hb exibe cooperatividade !
O2 Binding to Hb shows positive cooperativity
• Hb binds four O2 molecules• O2 affinity increases as each O2 molecule binds• Increased affinity due to conformation change• Deoxygenated form = T (tense) form = low affinity• Oxygenated form = R (relaxed) form = high affinity
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Além do O2, outros ligantes são capazes demodular a afinidade da Hemoglobina por O2
H+
2,3 Bisfosfoglicerato (BPG)
CO2
NO
Também são moduladores alostéricos da Hb !
O efeito do H+ como modulador alostéricoé chamado “efeito Bohr”
Hb(R)O2 + H+ HHb(T) + O2
Quanto mais H+ , ......... a afinidade da Hb por O2menor
Esta equação significa que O2 e H+ competem pelo mesmo sítio na Hb?
NÃO !!!
Interações iônicas estabilizam a forma T
HHb (T) Hb (R) + H+
H+ também é um modulador alostérico da Hb!H+ se liga a Hb e induz a forma T !
Efeito do H+ se deve principalmente à His 146 ()
Hb(T) Hb(R)
Forma T pKa His146 ~ 8,0Forma R pKa His146 ~ 6,5
Diferença nas estruturas faz com que Hb(T) tenhamaior afinidade por H+ que Hb(R)
H+ reduz afinidade da Hb por O2 OU O2 reduz afinidade da Hb por H+
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BPG é outro modulador alostérico da Hb
2,3 Bisfosfoglicerato (BPG) Michael W. KING, Ph.D / Medical Biochemistry
Produzido na hemácia, como um “sub-produto” da glicólise.Funciona como um indicador do grau de oxigenação do sangue.
Como age o BPG ?
T R
BPG
Se liga à forma T e promove sua estabilização
“close” do sítio de ligação do BPG
BPG ajusta afinidade da Hb àscondições fisiológicas
situação anormal?
BPG é responsável pela adaptação a condições de hipóxia
Diminuir a afinidade pode ser benéfico para a entrega de O2 !
1. Insuficiência respiratória
2. Insuficiência cardíaca
3. Cirrose descompensada
4. Adaptação àaltitude
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CO2 também é modulador alostérico da Hb
Ligação do CO2 estabiliza forma T, provavelmente via interações iônicas. Detalhes estruturais ainda são desconhecidos.
nova carga negativa
13% do CO2 no sangue é transportado ligado à Hb(ligação covalente mas reversível)
Temperatura também afetacomportamento da Hb
Transporte de O2 e H+ pela Hemoglobina
Alto pO2Alto pHBaixo CO2
Baixo pO2Baixo pHAlto CO2
30% dos H+ gerados pelo metabolismo são absorvidos pela Hb
Variantes da Hemoglobina
HbA (adulto) - 22HbF (fetal) - 22
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Anemia falciforme é causada poralteração da Hb
HbS = Glu 6 Val (cadeia )
Electrophoresis of HbS
Electrophoresis of hemoglobins from patients (pH 8.6, starch gel)
Stryer 4th Fig 7-47
NIS
HbS forma agregados não-funcionais
www.dnai.org/text/572_hemoglobin_3d_animation_with_no_audio.html
Recursos na Web
http://www.mdhs.unimelb.edu.au/bmu/examples/gasxlung/
http://www.andrew.cmu.edu/user/jl2p/Hb_html/gallery.html
http://www.ag.unr.edu/shintani/bch400-600/Chapter%20notes%20current.htm
http://www.chemistry.wustl.edu/~edudev/LabTutorials/
http://tutor.lscf.ucsb.edu/instdev/sears/biochemistry/weeks/week04topics.htm - Tutorial com atividades e planilhas excel representando curvas de saturação da Hb em diferentescondições.