emoglobina : trasporto dell’Ossigeno.

1. emoglobina : trasporto dell’Ossigeno.

2. La transizione dalla vita anaerobica alla vita aerobica rese disponibile una grande riserva di energia. In presenza di O2 è possibile estrarre dal glucoso una quantità di energia 18 volte maggiore, ed è possibile usare come fonte di energia anche lipidi e protidi. I vertebrati hanno selezionato dei meccanismi per rifornire in modo adeguato tutte le cellule di O2 : -- Un sistema circolatorio, indispensabile per organismi di dimensioni maggiori di un mm3. -- Molecole trasportatrici di ossigeno che permettono di aumentare la solubilità nell’acqua del gas (1 l di H2O solubilizza 5 ml di O2 , 1 l di sangue 250 ml) e di ridurre la produzione dei radicali liberi dell’ossigeno,molto dannosi per tutte le molecole biologiche.

3. CROMOPROTEINE - Emoglobina - mioglobina - citocromi - enzimi eminici

4. MIOGLOBINA ED EMOGLOBINA SONO PROTEINE CONIUGATE COSTITUITE DA UNA PARTE PROTEICA (GLOBINA) E DA UN GRUPPO PROSTETICO (FERROPROTOEME) CHE E’ ALLOGGIATO IN UNA TASCA DELLA GLOBINA E CHE LEGA REVERSIBILMENTE L’OSSIGENO

5. LA MIOGLOBINA E’ UNA PROTEINA MONOMERICA COSTITUITA DA UNA SINGOLA CATENA POLIPEPTIDICA LEGATA AD UN SINGOLO GRUPPO EME

6. L’EMOGLOBINA E’ UNA PROTEINA TETRAMERICA COSTITUITA DA QUATTRO CATENE POLIPEPTIDICHE CIASCUNA LEGATA AD UN GRUPPO EME

7. LA MIOGLOBINA E’ COSTITUITA DA UNA CATENA DI 153 AMMINOACIDI (STRUTTURA PRIMARIA) CHE SI SVILUPPA NELLO SPAZIO FORMANDO OTTO ELICHE (STRUTTURA SUPERSECONDARIA) ORGANIZZATE IN UN UNICO DOMINIO (STRUTTURA TERZIARIA)

8. L’EMOGLOBINA HA UNA STRUTTURA QUATERNARIA. CONTIENE 4 CATENE GLOBINICHE: 2  (CON 141 AMMINOACIDICI) RIPIEGATE IN 7 REGIONI AD -ELICA) E 2  (CON 146 AMMINOACIDI) RIPIEGATE IN 8 REGIONI AD -ELICA). A CIASCUNA CATENA GLOBINICA E’ LEGATO UN FERROPROTOEME

9. IL GRUPPO EME ORIGINA DALLA PORFINA

10. IL FERROPROTOEME DERIVA DALLA PROTOPORFIRINA IX

11. L’OSSIGENO SI LEGA REVERSIBILMENTE AL FERRO DELL’EME Il Fe (allo stato ferroso) forma sei legami di coordinazione: 4 con gli N dell’anello porfirinico Il 5° con l’His F8 Il 6° con l’O2

13. COMPLESSO DELL’EME NELLA MIOGLOBINA

14. STRUTTURA DELLA MIOGLOBINA Le strutture della mioglobina, delle catene  e di tutte le catene delle Hb di tutti i vertebrati sono molto simili nella struttura terziaria, anche se le strutture primarie sono differenti: LA CONFORMAZIONE E’ RESPONSABILE DELLA FUNZIONE

17. RUOLO DELLA GLOBINA Crea un ambiente idrofobico che impedisce l’ossidazione del Fe++ a Fe+++; His E7 (distale) diminuisce l’affinità del CO da 25.000 volte maggiore dell’O2 a solo 210 volte

18. Deossi Hb L’Hb è un tetramero  Ossi Hb

19. Durante la vita si susseguono diverse emoglobine Emoglobine embrionali Hb Emoglobina fetale HbF  Emoglobine dell’adulto HbA  HbA2dell’emoglobina totale)

20. L’Hb è un tetramero in cui ogni subunità ha una struttura tutta ad -elica. I contatti tra le subunità - sono di due tipi: -- Le associazioni e sono contatti estesi ed importanti per l’impacchettamento delle subunità (non si modificano quando l’Hb lega l’O2). -- Le regioni di contatto e sono chiamate regioni di scorrimento

22. Ponti salini tra subunità differenti della Hb. Sono interazioni elettrostatiche, non covalenti, che vengono rotte in seguito all’ossigenazione.

25. Curve di saturazione della Mb e della Hb p50 Hb = 26 torr p50 Mb = 2,8 torr pO2 = pressione parziale di O2 YO2 = saturazione frazionale

26. EFFETTO COOPERATIVO Il legame dell’effettore alle subunità non avviene in maniera indipendente perché l’affinità dei singoli protomeri verso lo stesso effettore può essere diversa (aumentata o diminuita) in relazione allo stato della conformazione quaternaria dell’enzima. L’effetto cooperativo deriva dalle interazioni tra protomeri.

27. EFFETTO COOPERATIVO POSITIVO L’affinità dell’oligomero verso l’effettore aumenta quando una o più subunità dell’oligomero stesso hanno già legato l’effettore. EFFETTO COOPERATIVO NEGATIVO L’affinità dell’oligomero verso l’effettore diminuisce quando una o più subunità dell’oligomero stesso hanno già legato l’effettore.

28. La maggior parte degli enzimi allosterici sono regolati dallo stesso substrato con effetto omotropico positivo, cooperativo positivo.

29. Modifiche conformazionali dell’Hb conseguenti all’ossigenazione Blu forma T deossiHb Rossa forma R ossiHb

31. Movimenti dell’interfaccia durante la transizione T R

32. MODELLO SIMMETRICO DI MONOD

33. MODELLO SEQUENZIALE DI KOSHLAND

34. EFFETTORI ALLOSTERICI NEGATIVI -pH -CO2 -2,3 bisfosfoglicerato

35. EFFETTO BOHR L’affinità dell’Hb per l’O2 aumenta all’aumentare del pH.

36. TRASPORTO CO2

37. Ruolo dell’Hb nel trasporto della CO2

39. Effetto del BPG e della CO2 sulla curva di dissociazione dell’Hb Il BPG è presente nel sangue alla stessa [Molare] della Hb. In assenza di BPG la p50 dell’Hb è 1 torr. In presenza di BPG sale a 26 torr. Quindi abbassa l’affinità dell’Hb di 26 volte.

40. L’EMOGLOBINA FETALE CONTIENE DUE CATENE  E DUE CATENE  LE CATENE  LEGANO IL 2,3-DIFOSFOGLICERATO MENO SALDAMENTE DELLE DUE CATENE 

41. CINETICA DI OSSIGENAZIONE DELL’EMOGLOBINA FETALE

42. EMOGLOBINA SANEMIA A CELLULE FALCIFORMI L’EMOGLOBINA S DIFFERISCE DALL’EMOGLOBINA NORMALE PERCHE’ NELLE CATENE  (IN POSIZIONE 6) AL POSTO DELL’ACIDO GLUTAMMICO E’ PRESENTE LA VALINA

43. La polimerizzazione della HbS attraverso le interazioni tra le catene laterali idrofobiche delle Val in posizione 6 e le tasche idrofobiche nei ripiegamenti EF delle catene  in molecole adiacenti di Hb Ossi HbA Deossi HbA Ossi HbS Deossi HbS La deossiHbS polimerizza formando dei filamenti

44. FORMAZIONE DI FIBRE DI DEOSSIEMOGLOBINA A CAUSA DELLA VALINA MUTATA

45. FORMAZIONE DI FIBRE DI DEOSSIEMOGLOBINA

46. ERITROCITI NORMALI

47. ERITROCITI A FALCE