Emoglobina

TRASPORTO DI OSSIGENO

L’emoglobina può legare e trasportare 4 molecole di O2 tramite il sangue arterioso,

per portarlo fino ai tessuti periferici in forma di ossiemoglobina

Arrivata ai tessuti periferici rilascia O2, che viene utilizzato per metabolismi ossidativi,

e l’emoglobina si trasforma in deossiemoglobina, che tramite sangue venoso torna

ai polmoni

Nel tessuto muscolare c’è mioglobina che lega O2 rilasciato da emoglobina e lo

mantiene come deposito fino a quando è necessario per produrre energia nel muscolo

L’emoglobina trasporta anche la CO2 prodotta dai metabolismi ossidativi dai tessuti

periferici ai polmoni, per eliminarla tramite espirazione

CURVE DI LEGAME PER MIOGLOBINA

La curva di saturazione di mioglobina con O2 è un’iperbole

Bastano piccole variazioni di concentrazioni di O2, soprattutto a basse concentrazioni,

per far sì che Mb leghi O2, quindi si raggiunge un plateau per saturazione di Mb con

piccole pressioni parziali di O2

CURVE DI LEGAME PER EMOGLOBINA

Curva di tipo sigmoide:

- Ad alte pressioni parziali di O2 la proteina si satura

- A livello dei tessuti periferici la percentuale di saturazione è bassa, perché la

proteina ha rilasciato gran parte dell’O2

Proteina efficiente sia nel legame che nel rilascio

C’è una transizione da uno stato a bassa affinità per O2 ad uno ad alta affinità,

garantito da cambiamenti confromazionali possibili perché proteina ha 4 subunità

(struttura quaternaria)

CONFRONTO Mb E Hb

- Alte pressioni parziali di O2

Entrambe sono saturate

A livello polmonare Hb lega 4 ossigeni con i 4 gruppi eme, saturandosi

- Basse pressioni parziali di O2

Hb ha minore affinità, rilascia O2

Mb invece quasi completamente saturata, affinità maggiore di Hb

Nei tessuti periferici Hb rilascia O2 e Mb lo lega

MODELLI PER LEGAME O2 CON Hb

- MODELLO CONCERTATO

Hb esiste in stato conformazionale affine ad O2, lo stato R, o in uno non affine, lo

stato T

O2 si lega più facilmente a stato R, all’aumentare della concentrazione di O2 aumenta

la percentuale di emoglobina legata allo stato R

- MODELLO SEQUENZIALE

Le subunità di Hb esistono negli stati R o T, più e meno affini al legame con O2

Legame di O2 ad una subunità favorisce il cambiamento conformazionale della

subunità adiacente

- MODELLO REALE

Hb non legata all’O2 si trova in stato T

Se aumenta concentrazione di O2, questo si lega

La subunità con cui si lega O2 passa allo stato R, a maggiore affinità

Il legame della prima molecola di O2 determina cambiamenti conformazionali che

facilitano il legame di altre molecole di O2 con le altre subunità

Quando O2 si lega al Fe2+, questo si trova al centro del gruppo eme, in cui c’è un

certo angolo

Legandosi l’O2, diminuisce il raggio atomico di Fe2+, che si trasferisce all’interno del

piano dell’anello protoporfirinico

Il trascinamento del ferro rende la struttura planare

Fe2+ ha un legame con His F8 della catena globinica, perciò l’His F8 subisce

cambiamento di posizione rispetto agli altri aa della catena, viene trascinato in basso

e sposta di conseguenza tutti gli altri

MODIFICAZIONI STRUTTURA TERZIARIA E QUATERNARIA

Nel passaggio dalla forma deossi alla forma ossi avvengono slittamenti nelle interfacce

tra subunità alpha-1 e beta-2 e tra subunità alpha-2 e beta-1

- Forma T: nella catena beta-2 l’aa 97 è di fronte ad una posizione tra l’aa 41 e

l’aa 47 della catena alpha-1

- Quando si lega O2 si passa a forma R, in cui l’aa 97 slitta e si trova di fronte

ad una posizione tra l’aa 41 e l’aa 38 della catena alpha-1

Analizzando struttura quaternaria:

- Se in mezzo all’Hb deossi passa un asse, perché lo stesso asse passi in mezzo

alla forma ossi, questo deve essere ruotato di 15°

- Nella forma deossi c’è una certa distanza tra le catene nel core della proteina;

nella forma ossi questa distanza è diminuita a causa dei riarrangiamenti

strutturali

- La parte terminale della catena beta-2 nello stato T si trova a sinistra

dell’aa 38 della catena

alpha-1

Nella forma R, la stessa parte si è spostata a destra dell’aa 38