180 likes | 408 Views
על איזה חלבון גלובולרי נלמד?. הוא חשוב. הוא מורכב. הוא מוכשר. הוא מוכר. למה המוגלובין? הבנת הקשר בין מבנה ותפקוד ברמה המולקולרית 1962 Perutz & Kendrew. חלבון ראשון שגובש - 1849 חלבון ראשון שהוגדר מבחינת התפקוד הפיזיולוגי 1864
E N D
על איזה חלבון גלובולרי נלמד? הוא חשוב הוא מורכב הוא מוכשר הוא מוכר
למה המוגלובין? • הבנת הקשר בין מבנה ותפקוד ברמה המולקולרית1962 Perutz & Kendrew • חלבון ראשון שגובש - 1849 • חלבון ראשון שהוגדר מבחינת התפקוד הפיזיולוגי 1864 • לראשונה הוצג "פסל מולקולרי" של חלבון גלובולרי על סמך מחקר בקרני X ע"י Kendrew 1957 • הכרת המודל האלוסטרי "הסוד השני של החיים“1965 Monod • מולקולה מוכרת ואחראית לצבע האדום בדם • מולקולה שמאפשרת ליצור "עץ אבולוציוני" • ניסיון נוסף להראות שעישון מזיק
0.2 מול 25 ליטר 8 x10-3 M = • תפקיד ההמוגלובין • להגדיל את מסיסות החמצן מסיסות החמצן במים = 3.5 x10-5 Mמסיסות החמצן בדם = 7-9 x10-3 M(פי 100 גדולה יותר) כמו ריכוז החמצן באוויר !! • לקשור הרבה חמצן בתנאים בהם ריכוזו גדול ולספק חמצן בתנאים בהם ריכוז החמצן נמוך • לקשור פחות חזק את החמצן מאשר מיוגלובין (K) • לשחרר יותר חמצן בשריר פעיל מאשר בשריר במנוחה • להוביל חלק מה- CO2מהגוףלריאות • להיות מוכן לספק חמצן בתנאים קיצוניים של חוסר חמצן • שמירה על pH קבוע בכדורית הדם
ואו!! איך הוא עושה את כל זה?
מבנה המיוגלובין מבנה ראשוני - שרשרת הבנויה מ- 153 חומצות אמיניות מבנה שניוני - מ- 8 סלילי אלפא (A,B,C,D,E,F,G) המיוצב ע"י קשרי מימן בתוך שלד השרשרת מבנה שלישוני – גלובולרי המעוצב ע"י ההצמדה ההידרופובית. מיוצב ע"י קשרי מימן, קשרים יוניים וקשרי ודו מבנה זה יוצר "כיס הידרופובית" לקבוצת ההם קבוצה בה נקשרת מולקולת חמצן ליון 2+Fe • מבנה ההמוגלובין • 4 יחידות דומות מאוד למיוגלובין עם קבוצת ההם כ"א2 שרשראות אלפא 141 חומצות אמיניות כ"א2 שרשראות בתא 146 חומצות אמיניות כ"א • מסה מולרית 67000 גרם\מול
Ala Val Leu Ile Phe Arg His
His 1 COO- DPG NH3+ HN HN + COO- Lys 2 1 Asp COO- NH3+ Arg 1 NH3+ Lys 1 COO- H-O Ser NH2+ Asp 2 מצב T Cl- "צעד קטן לקבוצת ההם – צעד גדול להמוגלובין"
מצב T מיוצב כאשר: • ריכוז החמצן נמוך (עשון,גובה,פעילות) • ה- pH נמוך (ריכוז גבוה של חומצה לקטית) • ריכוז גבוה של CO2
His 1 COO- DPG NH3+ HN HN COO- Lys 2 1 Asp COO- NH3+ Arg 1 NH3+ Lys 1 COO- H-O Ser NH2+ 2 מצב T + Cl- Asp אילו קבוצות "רגישות" בתחום הpH- הפיזיולוגי?
His His 1 1 HN HN N HN + COO- 2 Asp HbH++ O2+H2O Hb O2 + H3O+ 1 1 1 1 NH2 NH3+ H-O H-O Ser Ser מצב T מצב R H3O+ H3O+ Cl-
Hb-NHCOO- + H3O+ Hb -NH2+ CO2+H2O 1 1 NH2 H-O Ser מצב R מצב T 1 1 NHCOO- NH2+ Arg Cl- Cl-
ייצוב מצב T ייצוב מצב R ריכוז חמצן נמוך ריכוז H3O+ גבוה ריכוז CO2גבוה ריכוז DPG גבוה ככל שיש יותר מולקולות חמצן קשורות ל- Hb נדרשת פחות אנרגיה לניתוק הקשרים המייצבים את מצב T K1=365 K2=202 K3=40.9 K4=0.458 K1=2.7x10-3 K2=4.9x10-3 K3=2.4x10-2 K4=2.18
וכל זה קורה באלפי תאים,הרבה מאוד פעמים בשניה במשך כל רגע בחיינו!! הכל בגלל חמצן קטן!! שמשך את יון הברזל שמשך את ההסטידין ששינה את הקונפורמציה של שרשרת אלפא 1 ששינה את הקונפורמציה של שרשרת אלפא 2 ששינה את הקונפורמציה של שרשרת בתא 1 ששינה את הקונפורמציה של שרשרת בתא 2 ששבר את הקשרים היוניים עם ה DNP שמקל על קשירת מולקולת חמצן נוספת…X 4