Biochimica - Emoglobina Hb

IC

glucosio legato alla valina terminale di ciascuna catena b. Gli embrioni e i feti possiedono emoglobine

diverse. Lo sviluppo delle catene di Hb è diverso. Inizialmente le catene a sono sostituite da catene zeta (z)

che si convertono totalmente verso il 3° mese di gravidanza; qui le catene beta sono sostituite da catene

epsilon (e). l’Hb è z2e2.

Il feto, poi, presenta le

catene epsilon

modificate in catene

gamma (g), dai 3 mesi

fino al 2° mese dopo la

nascita; qui Hb è a2g2.

Dopo la nascita si ha

totale conversione,

tranne piccole

eccezioni, in Hb a2b2.

Queste catene variano

tra di loro per l’affinità

+

con O , CO e H .

2 2

Le catene della mioglobina e Hb hanno pressappoco la stessa

struttura. L’Hb è quasi sferica con un diametro di circa 55 Å

(angstrom). Ogni atomo di ferro è distante circa 25 Å. Le sequenze

aminoacidiche della miglobina e Hb sono identiche solo dalle

posizioni 24 a 141.

Le subunità a e b dell’emoglobina, nonostante siamo simili alla mioglobina, legate insieme determinano la

formazione di una proteina oligomerica allosterica fondamentale per la vita. Oltre al trasporto di O , l’Hb

2

+

trasporta anche H e CO . L’Hb è una proteina che presenta un vantaggio, definito come legame

2

cooperativo, cosa che non avviene per la mioglobina. La cooperazione permette un esponenziale aumento

dell’affinità dell’Hb per l’O . Ciò avviene a causa di cambiamenti conformazionali del complesso a2b2. La

2

deossiemoglobina è presente in quella struttura definita struttura T o tesa. Quando Hb non è legato a

ossigeno, l’affinità è molto bassa. Il vantaggio del legame cooperativo sta nel far aumentare l’affinità. Una

volta legata la prima molecola di O , si ha il passaggio della prima catena alla conformazione R, o

2

rilasciata, ed aumenta l’affinità di un certo valore e così via, favorendo il secondo legame, che comporterà

un ulteriore aumento di affinità

fino a favorire il quarto legame

raggiungendo l’affinità

massima. Questa proprietà non

è presente nella mioglobina.

Questo è il modello sequenziale

di interazioni tra proteine

allosteriche.

La mioglobina, come già detto,

non presenta legame

cooperativo. La sua curva di

ossigenazione, dunque, è

rappresentata da una iperbolerettangolare. Ciò sta ad indicare che

basta una piccolissima pO per far si che si abbia una ossigenazione

2

elevata (p50 è bassa). Al contrario, la curva di ossigenazione dell’Hb

è condizionata da una p50 alta. C’è bisogno, dunque, di una

maggiore pO per ottenere una buona ossigenazione. Da qui,

2

dunque, le differenti proprietà delle due proteine. La mioglobina

è un’ottima fonte di riserva di O . O resta legato nonostante pO

2 2 2

basse, come nei muscoli, dove è consumato molto. La

saturazione della mioglobina avviene intoro a valori di pO di

2

circa 24-25 mmHg. L’Hb è, invece, un ottimo trasportatore

perché a basse pO ,

2

intorno a 26 mmHg,

l’affinità per l’O è

2

minima, dunque nei

tessuti si ha

rilasciamento di O , che è captato dalla moglobina. La saturazione

2

di Hb avviene, invece, secondo la sua curva di ossigenazione

sigmoide, intorno ai 100 mmHg, pO caratteristica dei polmoni.

2

L’Hb è fortemente influenzata da cambiamenti della temperatura e

del pH. Un aumento della temperatura o una diminuzione del pH

spostano la curva di ossigenazione verso destra; al contrario, una

diminuzione della temperatura e un aumento del pH spostano la

curva verso sinistra.

Anche concentrazioni

elevate di CO , con un

2

conseguente aumento di

+

H , diminuiscono il pH

abbassando l’affinità per

O . La presenza di

2

elevati livelli di CO e di

2

H nei capillari, dovuti al

+ metabolismo, determinano, il rilascio dell’emoglobina.

Viceversa, alte concentrazioni di O , come nei

2

polmoni, invertono il processo. Questo è conosciuto

come effetto Bohr.

+

Il trasporto di H e CO può indurre in errore. Questi

2

prodotti metabolici non sono trasportati nello stesso