hemoglobina - fg 2012 · 8 co 2 também é modulador alostérico da hb ligação do co 2 estabiliza...

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1 accad.osu.edu/~vberezin/ibp/progress.htm Hemoglobina é formada por cadeias e F E H G A B D C 2 2 Interações - e - mantém tetrâmero

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Page 1: hemoglobina - FG 2012 · 8 CO 2 também é modulador alostérico da Hb Ligação do CO 2 estabiliza forma T, provavelmente via interações iônicas. Detalhes estruturais ainda são

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accad.osu.edu/~vberezin/ibp/progress.htm

Hemoglobina é formada por cadeias e

FE

HG

A

B

D

C

22

Interações - e - mantém tetrâmero

Page 2: hemoglobina - FG 2012 · 8 CO 2 também é modulador alostérico da Hb Ligação do CO 2 estabiliza forma T, provavelmente via interações iônicas. Detalhes estruturais ainda são

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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!

02

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.