accad.osu.edu/~vberezin/ibp/progress.htm Interações - e - mantém tetrâmero Hemoglobina é formada por cadeias e A G B D

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1 accad.osu.edu/~vberezin/ibp/progress.htm Hemoglobina é formada por cadeias e Interações - e - mantém tetrâmero 2 2 A G H B E D F C 1

2 Mioglobina e Hemoglobina O grupo heme Heme é um grupo prostético. Proteína sem grupo prostético - apoproteína Proteína + grupo prostético - holoproteína Protoporfirina IX + Fe 2+ Heme com ferro oxidado para Fe 3+ (férrico) não liga oxigênio! Vizinhança do heme na hemoglobina Monóxido de carbono se liga ao heme Val E11 His F8 (proximal) 0 2 His E7 (distal) HbO 2 -oxi-hb Hb - desoxi-hb Phe CD1 Cada heme liga um O 2. Cada Hb tem 4 hemes, logo liga 4 O 2 2

3 Associação entre proteína e ligante obedece a um equilíbrio: Representação gráfica da associação proteína-ligante: - fração de sítios ocupados PL P L K d [P] [L] [PL] [L] [L] + K d Mioglobina como transportador de O 2 Como seria o transportador de O 2 ideal? fração de sítios ocupados O 2 O 2 tecidos pulmão fração de sítios ocupados O 2 Afinidade maior por O 2 em alta po 2 e afinidade menor por O 2 em baixa po 2 Como a mesma proteína pode exibir afinidades diferentes por um certo ligante? dica: forma = função 3

4 Hemoglobina existe em duas conformações Hemoglobina como transportador de O 2 fração de sítios ocupados Forma T (tensa) Forma R (relaxada) proteína alostérica = outras formas O 2 induz mudança de conformação Ligação de O 2 induz alteração de conformação O 2 Forma T Forma R O 2 éum modulador alostérico da Hb 4

5 Ligação de O 2 induz alteração de conformação Ligação de O 2 induz alteração de conformação Comportamento alostérico da Hemoglobina fração de sítios ocupados T R baixa afinidade alta afinidade O 2 Binding to Hb shows positive cooperativity Hb binds four O 2 molecules O 2 affinity increases as each O 2 molecule binds Increased affinity due to conformation change Deoxygenated form = T (tense) form = low affinity Oxygenated form = R (relaxed) form = high affinity Hb exibe cooperatividade! 5

6 Além do O 2, outros ligantes são capazes de modular a afinidade da Hemoglobina por O 2 O efeito do H + como modulador alostérico é chamado efeito Bohr Hb(R)O 2 + H + HHb(T) + O 2 H + 2,3 Bisfosfoglicerato (BPG) CO 2 Esta equação significa que O 2 e H+ competem pelo mesmo sítio na Hb? NÃO!!! NO Também são moduladores alostéricos da Hb! menor Quanto mais H +,... a afinidade da Hb por O 2 Interações iônicas estabilizam a forma T Efeito do H + se deve principalmente à His 146 ( ) Hb(T) Hb(R) HHb (T) Hb (R) + H + H + se liga a Hb e induz a forma T! H + também é um modulador alostérico da Hb! Diferença nas estruturas faz com que Hb(T) tenha maior afinidade por H + que Hb(R) Forma T pk a His146 ~ 8,0 Forma R pk a His146 ~ 6,5 H + reduz afinidade da Hb por O 2 OU O 2 reduz afinidade da Hb por H + 6

7 BPG é outro modulador alostérico da Hb Como age o BPG? Se liga à forma T e promove sua estabilização BPG T R 2,3 Bisfosfoglicerato (BPG) Michael W. KING, Ph.D / Medical Biochemistry Produzido na hemácia, como um sub-produto da glicólise. Funciona como um indicador do grau de oxigenação do sangue. close do sítio de ligação do BPG BPG ajusta afinidade da Hb às condições fisiológicas BPG é responsável pela adaptação a condições de hipóxia situação anormal? 1. Insuficiência respiratória 2. Insuficiência cardíaca 3. Cirrose descompensada Diminuir a afinidade pode ser benéfico para a entrega de O 2! 4. Adaptação à altitude 7

8 CO 2 também é modulador alostérico da Hb nova carga negativa Temperatura também afeta comportamento da Hb Ligação do CO 2 estabiliza forma T, provavelmente via interações iônicas. Detalhes estruturais ainda são desconhecidos. 13% do CO 2 no sangue é transportado ligado à Hb (ligação covalente mas reversível) Transporte de O 2 e H + pela Hemoglobina Variantes da Hemoglobina Alto po 2 Alto ph Baixo CO 2 Baixo po 2 Baixo ph Alto CO 2 30% dos H + gerados pelo metabolismo são absorvidos pela Hb HbA (adulto) HbF (fetal)

9 Anemia falciforme é causada por alteração da Hb Electrophoresis of hemoglobins from patients (ph 8.6, starch gel) NIS Electrophoresis of HbS HbS = Glu 6 Val (cadeia ) Stryer 4th Fig 7-47 HbS forma agregados não-funcionais Recursos na Web obin_3d_animation_with_no_a udio.html eek04topics.htm - Tutorial com atividades e planilhas excel representando curvas de saturação da Hb em diferentes condições. 9