struttura e funzione -...
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O2 non solubile in acqua
Esistono due proteine che permettono il trasporto di O2 nel corpo ◦ emoglobina (Hb) – si trova nei globuli
rossi Trasporta anche CO2 and H+
◦ Mioglobina (Mb) – si trova nei muscoli
Mb and Hb legano O2 grazie alla presenza del gruppo eme
eme ◦ Gruppo prostetico ◦ Consiste di: Protoporphyrina Fe2+ (ferrous) nella forma
ridotta
lo ione Fe2+accetta 6 legami di coordinazione ordinati secondo i vertici di un ottaedro
COME SI LEGA L’OSSIGENO?
Il Fe (allo stato ferroso) forma sei legami di coordinazione: 4 con gli N dell’anello porfirinico Il 5° con l’His Il 6° con l’O2
Monomerica
Struttura terziaria
153 AA
α-elica all’80%
Sacca idrofoba che
contiene EME
Presente nelle cellule
muscolari
Legame con O2 non-
cooperativo
Trasporta O2
Oligomerica
Struttura quaternaria
4 sub-unità: 2α e 2β
organizzate a coppie αβ
Ogni α 141 AA
Ogni β 146 AA
Ogni sub-unità lega un EME
Presente nei globuli rossi
Legame con O2 cooperativo
Trasporta O2, H+ e CO2
ALLOSTERISMO
- MODALITA’ DI REGOLAZIONE DELLA FUNZIONE DI ALCUNE PROTEINE
- Una sostanza può essere legata reversibilmente da una proteina: viene definita ligando di quella proteina
-la proteina forma un complesso con il ligando, legandolo a livello di uno specifico sito di legame
la formazione del legame di un ligando ad un sito altera le
proprietà dell’altro sito, in particolare la sua affinità per il secondo ligando ⇒cooperatività:
Può essere: -positiva: la modificazione aumenta la capacità di legame -negativa: la modificazione diminuisce la capacità di legame effettori allosterici:
1) effettori allosterici omotropici: (il substrato è esso stesso
effettore)
2) effettori allosterici eterotropici (effettore diverso da substrato)
la coordinazione di una molecola di O2 ad una sub unità dell’emoglobina favorisce la coordinazione di una seconda molecola di O2 ad un’altra subunità e così via fino all’assorbimento di 4 molecole di O2.
Tale effetto è noto come cooperativo.
Questo viene descritto dall’ andamento SIGMOIDEO della curve di
affinitò per l’ ossigeno
…..
1
O2
2
O2 O2
4
1 1
1 1
O2
Nel sangue la solubilità dell’O2 è molto maggiore che in acqua:
- In acqua la solubilità è 6.6 cm3 in 1 dm3 a 293 K e 1 atm ovvero di 3 x 10-4 M -Nel sangue, nelle stesse condizioni di T e P, la solubilità sale a 200 cm3 cioè 9 x 10-3 M
-L’assorbimento dell’ossigeno da parte dell’emoglobina o della mioglobina viene usualmente descritto da curve di ossigenazione in cui si riporta la frazione di proteina ossigenata in funzione della pressione parziale dell’ossigeno.
In queste curve il 100% corrisponde alla saturazione, cioè all’assorbimento di una molecola di O2 da parte di tutte le molecole di mioglobina o di quattro molecole di O2 da parte di tutte le molecole di emoglobina.
:
inizialmente:la pendenza della curva dell’affinità per l’O2 è bassa perché le subunità competono indipendentemente per il legame al primo O2
dopo:quando una molecola di O2 si è legata ad una subunità, l’affinità delle altre subunità aumenta e quindi aumenta la pendenza della curva
Nei polmoni la P(O2) è circa tre volte maggiore che nei tessuti (90-100 contro 30-35 mmHg)
Nei polmoni, dove ci sono elevate pressioni di O2, l’Hb assorbe efficentemente l’O2 venendo praticamente saturata
Nei tessuti, dove le pressioni di O2
sono basse, Hb è meno efficiente di Mb e rilascia l’O2 alla Mb che mantiene il 90% della saturazione
Emoglobina trasporto di O2
Mioglobina immagazzinamento O2
H + è un antagonista del
legame di O2 ad Hb al diminuire del pH è favorita
la dissociazione dell’ O2 dalla Hb
consente di rifornire con altro O2 i muscoli che si stanno contraendo attivamente, nei quali la pO2 può essere anche inferiore ai 20 torr
tali muscoli generano acido lattico velocemente
si produce un abbassamento del pH nel sangue
si stimola il rilascio di O2 da parte di Hb Hb(O2)nHx
++ O2 ⇋Hb(O2)n+1 + xH+
CO2 è presente libera o nei globuli rossi come HCO3-, il pH si
abbassa e diminuisce affinità di Hb per O2
nei polmoni viene eliminata CO2 con espirazione, si alza il pH e aumenta affinità di Hb per O2
Hb trasporta CO2 come carbammato ( circa 15%)