MIOGLOBINA
La mioglobina i
l´hemoglobina són proteïnes amb capacitat de transport d´oxígen. A l´evolució
van aparéixer quan va començar la vida aeròbica. És un gran pas a l´evolució.
L´obtenció d´energia en condicions aeròbiques és major que en condicions anaeròbiques.
L´hemoglobina
és la proteïna dels glòbuls vermells que transporta oxígen dels pulmons als
teixits.
La mioglobina
es troba als músculs i capta l´oxígen que porta l´hemoglobina i el guarda per a
quan la cadena respiratòria necessiti oxígen. Es coneix la seva seqüència i la
funció de cada part.
LA MIOGLOBINA
ÉS IGUAL QUE L´HEMOGLOBINA
Són proteïnes
amb un grup prostètic (cadena peptídica i part no peptídica. Grup prostètic que
interacciona fortament de manera no covalent). El grup prostètic és el grup
hemo (estructura cíclica format per un anell tetrapirròlic (format per 4 anells
pirrols (heterocicle de 4 C i 1 N)). Aquesta estructura tetrapirròlica és una
porfirina (hi ha moltes diferents segons el substituent de les cadenes
laterals). El grup hemo sempre està format mitjançant protoporfirina 9 (té 2
cadenes propionil (-CH2-CH2-COO-), 2
substituents metil (-CH3) i 2 vinils (-CH=CH2). Els 2
grups propionils es troben a una banda i els altres 4 a l´altra banda. Els 2
grups propionils es troben a una banda perquè hi ha una part hdròfoba i una
hidròfila (grups propionils). Quan una proteïna es plega a un entorn aquós, es
plega de manera que els aminoàcids polars es troben a la superfície de la
proteïna. Els aminoàcids apolars es troben a l´interior de la proteïna. Una
molècula de mioglobina amb aquesta disposició es situarà sempre de la mateixa
manera (amb els propionils cap a fora.
El grup hemo és
una protoporfirina9 unida a un àtom de ferro col3locat al mig dels àtoms de N.
El grup hemo són molècules molt planes. El ferro és sempre en cndicions
fisiològiques fe2+ (en estat reduït). Les molècules que el contenen
són la ferromioglobina o la ferrohemoglobina. Aquelles formes que estiguin
unides a ferro3+ són ferrimioglobines o ferrihemoglobines o
metahemoglobina.
Quan
l´hemoglobina o mioglobina estan unides a Fe3+ no són actives (no
poden interaccionar amb l´oxígen).
L´oxígen que
interacciona ab el ferro unit a la mioglobina o hemoglobina no l´oxida. El
procés d´oxidació és no fisiològic i, de vegades, és patològic.
El Fe2+
té 6 valències de coordinació que fa que pugui interaccionar amb el grup hemo i
l´oxígen. Té 4 unides al grup hemo (4 N dels 4 grups pirròlics de la
porfirina).
De l´estructura
del ferro, les 4 valències interaccionant amb el ferro estan a un pla.
PART PEPTÍDICA
La mioglobina
va ser la primera proteïna de la que es va estructurar la seva estructura
proteica. La molècula de mioglobina és relativament petita (17 KD). Es va
descubrir mitjançant cristal·lografia de raigs X. LA mioglobina és una proteïna
que al múscul esquelètic és molt abundant i és fàcil de purificar (es va
obtenir de catxalot). Es va obtenir un model. És una proteïna globular molt
compacta que té un alt percentatge d´hèlix a
(aproximadament un 70%). Hi ha 8 segments de hèlix a. A les 7
interrupcions, 4 estan provocades per la presència de prolina (perquè és un
iminoàcid: l´enllaç C-N és rígid i no es pot donar). Els aminoàcids de la
superfície són polars i a l´interior són apolars.
El grup hemo es
col·loca al solc que forma. La mioglobina i l´hemoglobina són vermelles pel
grup hemo que té molts dobles enllaços conjugats.
El grup hemo
està col·locat de manera que estableix unes interaccions entre 2 aminoàcids de la cadena i 2
histidines. El grup hemo és dins de la mioglobina.
El grup ferro
estableix una interacció directa amb l´histidina F8 que és la més
proximal (més propera). La cadena
lateral de la histidina F8 té un enllaç d´imidazol que
interacciona amb el ferro.
L´altra
histidina E7 que no interacciona
directament amb el grup hemo és la histidina distal.
La sisena
valència de coordinació del ferro està orientada cap a l´altra banda i
interacciona amb l´oxígen establint un enllaç de coordinació. En absència
d´Oxígen, l´àtom de ferro està estirat cap a la banda de la proteïna. L´oxígen
forma cert angle amb el ferro que condiciona a la potència d´interacció que es troba en 0 per la presència de la
histidina E7.
Quan l´oxígen
interacciona amb el ferro no l´oxida. Si el grup hemo es troba lliure,
interacciona perfectament amb l´Oxígen. La proteïna serveix per a que quan
interacciona no s´oxidi amb el ferro. Quan l´hemo lliure s´oxida, es forma un
intermediari entre les partícules hemo i l´oxígen (hemo-Oxígen-hemo). La funció
de la cadena peptídica és protegir el grup ferro del grup hemo de l´oxidació i
protegir la seva funció.
El CO pot
interaccionar perfectament bé amb el grup hemo. Interacciona exactament igual
que l´oxígen ( a la mateixa posició). Interacciona millor que l´oxígen.
L´afinitat és més forta.
Si es tracta
d´hemo lliure l´afinitat de l´hemo pel CO és 25.000 vegades més fort que per
l´oxígen. Les afinitats del grup hemo dins l´hemoglobina pel CO és encara més
gran, però només 200 vegades. La proteïna també modula l´afinitat del lligant a
la molècula. Això passa perquè al grup
hemo lliure, el CO es col·loca:
Quan es troba a
la proteïna és:
El CO és un
tòxic important perquè s´uneix a l´hemoglobina i bloquea la respiració.
A la cèl·lula
en condicions normals, es forma una petita part de CO. Si la diferència d´afinitats
fos de 25.000 vegades, el petit CO que es forma a la cèl·lula, seria suficient
per bloquejar l´hemoglobina. A les condicons on les concentracions de CO són
molt elevades, l´hemoglobina no transporta oxígen.
Inicio.
 |
