HEMOGLOBINA Definición

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La desoxi hemoglobina (hierro se une a 5 ligandos) se establiza por varios pares de iones dentro y entre subunidades. Cuando el oxígeno (sexto ligando) se une a una de las subunidades, causa un movimiento que altera esos pares de iones y favorece una conformación un poco diferente. En concreto, el oxígeno se enlaza con el átomo de hierro, cambia la estructura electrónica del hierro, disminuye su diámetro y entra al plano del anillo de porfirina, tirando de la hélice que contiene la histidina proximal. El cambio de estructura terciaria da como resultado un cambio de la estructura cuaternaria, que permite que las subunidades restantes se combinen con más facilidad con el oxígeno formando la oxihemoglobina.

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Las dos conformaciones de la hemoglobina se llaman estados T (denso) y R (relajados). La conformación desoxi, que desoxi, que se resiste al enlazamiento con oxígeno (La entrada del primer O2 es más difícil porque han de romperse enlaces entre subunidades), se considera que es estado inactivo (T), y la conformación oxi, que facilita la unión con oxígeno (El resto de las moléculas de O2 encuentran los enlaces rotos y la situación espacial es más favorable, lo que facilita su unión), se le considera estado activo (R).

Lo anterior refleja el mecanismo de cooperatividad positiva de la HB, es decir, el fenómeno por el cual la etrada de un O2 ayuda a la entrada de los siguientes.

Existen dos clases de regiones de contacto entre las cadenas alfa y beta . Uno de los tipos de contacto es alfa1 beta 2 que es idéntico al alfa 2 beta 1 (es el menos extenso); el otro tipo es alfa 1 beta 1 y alfa 2 beta 2 (es el más extenso).

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Efectores alostéricos

Las interacciones alostéricas se presenta cuando una molécula pequeña específica llamada efector alostérico, se une de forma reverible en un sitio separado del sitio de enlace funcional de la proteína (donde se une el Oxígeno) y mediante un cambio conformacional, modifica su actividad. Puede ser activadora o inhibidora, y la proteína cuya actividad es modulada por efectores alostéricos se llama proteína alostérica, que es el caso de la hemoglobina.

Una proteína alostérica se encuentra en un equilibrio en el que su forma activa (estado R) y su forma inactiva (estado T) están en interconversión rápida. El enlace de un inhibidor alostérico con su sitio propia determina que la proteína alostérica cambie con rapidez del estado R al T. Y el enlace en un activador al sitio alostérico causa el cambio inverso. El cambio de conformación de una proteína alostérica causado por la unión o la liberación de un efector se extiende desde el sitio alostérico hasta el sitio funcional de enlace (sitio activo).

El grado de actividad de una proteína alostérica depende de las proporciones de las moléculas que hay en las formas T y R, las cuales a su vez depende de las concentraciones relativas de sustratos y moduladores que se unen a cada forma.

Efecto del 2,3 bisfosfoglicerato (2,3 BFG) sobre la saturación de la Hb

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CURVA DE UNION O2 A LA HB

La molécula 2,3 BFG es un efecor alostérico de la hemoglobina de mamífero. Su presencia eleva la P50 de enlace de oxígeno a la hemoglobina hasta aproximadamente 26 torr, mucho mayor que la P50 de unión de oxígeno a Hb (unos 12 torr). Es decir, reduce la afinidad de la desoxiHB hacia el O2.

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La cavidad central de la desoxiHB se alinea con grupos de carga positiva, complementarios de los grupos carboxilato y fosfato del 2,3 BPG. Tanto el 2,3 BPG como los pares de iones que se muestran ayudan a estabilizar la conformación desoxi (el estado T, que muestra poca afinidad hacia el O2), y se inhibe la conversión en la conformación oxi (el estado R, o de gran afinidad). En la oxiHB las cadenas beta están más cerca entre sí, y el sitio de alostérico de unión es demasiado pequeño para que quepa el 2,3 BPG.

Los ligandos O2 y 2,3 BPG ejercen efectos opuestos sobre el equilibrio R T.

La unión de Oxígeno favorece la conf. Oxi

La unión de 2,3 BPG favorece la conf. desoxi

Como ambos tienen sitios de unión diferentes, el 2,3 es un efector alostérico. El efecto alostérico del 2,3 BPG determina que la HB libere oxígeno a las bajas presiones parciales de oxígeno que imperan en los tejidos.

Efecto del pH sobre la saturación de la Hemoglobina. Efecto Bohr

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Hay una regulación adicional del enlazamiento de oxígeno a la HB donde interviene CO2 y protones (H+), ambos productos del metabolismo aeróbico. El CO2 dsiminuye la afinidad de la HB hacia el O2 al hacer descender el pH en el interior de los glóbulos rojos. La hidratación de del CO2 catalizada por enzimas en los eritrocitos forman ácido carbónico, H2CO3, que se disocia y forma bicarbonato y un protón, con lo cual desciende el pH.

En situación anaerobia (músculo), se forman ácido láctico disminuyendo así el pH.

El pH menor causa la protonación de varios grupos en la hemoglobina; entonces esos grupos forman pares de iones que ayudan a estabilizar la conformación desoxi. Al descender el pH disminuye la afinidad de la HB hacia el O2, es decir, elevan la P50 de la HB. Este fenómeno se conoce como efecto Bohr. Al inhalar los pulmones, cuando la concentración de CO2 es baja, la HB toma con facilidad el O2; en los tejidos, donde la conc. de O2 es relativamente alta y el pH es relativamente bajo, la oxiHB descarga con facilidad el O2.

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(Función)

El CO2 es transportado desde los tejidos hasta los pulmones en dos maneras. La mayor parte se transporta en forma de iones bicabonatos disueltos. Sin embargo, existe otra parte que es transportado por la HB misma en forma de carbamato (imagen en el libro).

A pH de los glóbulos rojos y a altas concentraciones de CO2 , los grupos aminos no protonados de los 4 residuos N terminales de la desoxiHB pueden reaccionar en forma reversible con el CO2 y forma aductos de carbamato.

Capacidad amortiguadora

La acción amortiguadora de la hemoglobina depende de los grupos imidazol de la histidina,