Википедија

Хемоглобин — разлика између измена

Интерактиван преглед историје
← Старија изменаНовија измена →
Садржај обрисан Садржај додат
ВизуелноВикитекст
м Bot: Migrating 69 interwiki links, now provided by Wikidata on d:q43041 (translate me)
м разне исправке; козметичке измене
Ред 1:
[[СликаДатотека:Hemoglobin.jpg|мини|[[Хемијска структура|Структура]] хемоглобина]]
'''Хемоглобин''' је [[протеин|металопротеин]] за пренос [[кисеоник]]а који садржи [[гвожђе (хемијски елемент)|гвожђе]] и налази се у [[црвена крвна зрнца|црвеним крвним зрнцима]] код [[кичмењаци|кичмењака]]. Хемоглобин преноси кисеоник из [[плућа]] или [[шкрге|шкрга]] у остале делове тела, као што су нпр. [[Мишићно ткиво|мишићи]]. Он повећава преносни капацитет за кисеоник у литру [[крв]]и са 5 на 250 -{ml/l}-. Хемоглобин има и кључну улогу и при преносу [[угљен-диоксид|-{CO}-<sub>2</sub>]] и [[водоник]]ових [[јон]]а.
 
Ред 7:
-{C}-<sub>2952</sub>-{H}-<sub>4664</sub>-{N}-<sub>812</sub>-{O}-<sub>832</sub>-{S}-<sub>8</sub>-{Fe}-<sub>4</sub>.
== Структура ==
Код [[човек|људи]], хемоглобин се састоји од четири протеинске подјединице. Свака подјединица се састоји од протеинског ланца који је везан са непротеинском хем групом. Сваки протеински ланац се уређује у алфа-хеликс.
 
[[СликаДатотека:Heme b.png|180п|мини|Хем група]]
 
Атом гвожђа у хем групи се везује са четири атома [[азот]]а у средишту порфиринског прстена. Исти атом може да створи и две додатне везе, по једну са сваке стране равни хема. Та везивна места се зову пето и шесто координационо место. [[Оксидациони број]] атома гвожђа у хему може бити +2 и +3. Аналогни облици хемоглобина се зову ферохемоглобин и ферихемоглобин. Ферихемоглобин се још зове и метхемоглобин. Само хемоглобин оксидационог стања +2 може да веже кисеоник.<ref name="cowan">{{cite book | title = -{Inorganic Biochemistry}- | author = -{Cowan J.}- | year = 1997 | }}</ref>
 
Хемоглобин се састоји од четири пептидна ланца. У молекулу хемоглобина постоје четири места на којима се веже кисеоник, јер сваки ланац садржи један хем. Четири полипептидна ланца су везана један за други соним мостовима, водоничним везама и хидрофобним интеракцијама.<ref name="atkins">{{cite book | title = -{Inorganic Chemistry}- | author = -{Atkins P. W.}- | year = 1990 | }}</ref>
 
Хемоглобин А, главни хемоглобин код одраслих, састоји се од два пара међусобно једнаких ланаца који се зову -{α}-- ланци, тј. -{β}-- ланци. Ови ланци могу доћи у додир на два начина: -{α}-<sub>1</sub>-{β}-<sub>1</sub> и -{α}-<sub>2</sub>-{β}-<sub>2</sub>. Појединачна грађа хемоглобина А се означава као -{α}-<sub>2</sub>-{β}-<sub>2</sub>.<ref name="atkins" />
 
Тродимензионалну структуру хемоглобина А су одредили [[Макс Перуц]] и његови сарадници. [[Рендген]]оструктурном анализом је утврђено да је молекул хемоглобина готово кугласт, пречника 5,5 -{nm}-. Четири ланца су тетраедарски распоређена. Хемови су смештени у процепима близу површине молекула, по један у свакој подјединици. Четири везивна места за кисеоник су међусобно веома удаљена. Сваки -{α}--ланац је у контакту са оба -{β}-- ланца, док је између два -{α}-- ланца и два -{β}-- ланца мало интеракција.<ref name="atkins" />
 
== Оксидационо стање гвожђа у хемоглобину ==
Ред 24:
 
Постоје три могућности:
# Нискоспински -{Fe}-<sup>2+</sup> се веже за високо-енергијски триплет -{О}-<sub>2</sub>. Нискоспински -{Fe}- и синглет -{О}-<sub>2</sub> су дијамагнетици.
# Високо-спински -{Fe}-<sup>2+</sup> се веже за -{О}-<sub>2</sub><sup>-</sup> (супероксид јон) и а
# Нискоспински -{Fe}-<sup>4+</sup> веже се за -{О}-<sub>2</sub><sup>-</sup>. Обоје су дијамагнетици.
 
Право оксидативно стање -{Fe}- је +3, а -{О}-<sub>2</sub> је -1. Дијамагнетизам у овој конфигурацији потиче од неспарених -{е}-<sup>-</sup> супероксида који се поравнавају антиферомагнетички у супротним смеру од неспарених -{е}-<sup>-</sup> гвожђа.
Ред 39:
[[Молекул]] хемоглобина може максимално да веже четири молекула кисеоника и његова крива везивања има сигмоидалан облик.<ref name="cowan" />
 
[[СликаДатотека:Hb_saturation_curve.png|300п|мини|Сигмоидна крива]]
 
Сигмоидална крива везивања може да се подели у три дела: при ниским концентрацијама лиганада степен везивања се врло мало повећава са порастом концентрације лиганада, средњи део почиње у тачки у којој при малом порасту концентрације лиганада настаје велики пораст у степену везивања, а завршава се у тачки у којој при даљем повећавању концентрације лиганада не долази до повећања степена засићења. Овакво понашање одговара кооперативном понашању.<ref name="cowan" />
Ред 47:
<math>\dfrac{Y}{(Y-1)}=\left (\dfrac{pO_2}{p_{50}} \right )^n</math>
 
Она описује везу између -{pO}-<sub>2</sub>, афинитет хемоглобина ка кисеонику (дефинисан као p<sub>50</sub>, парцијални [[притисак]] кисеоника на коме је достигнта половина од максимума сатурације хемоглобина са кисеоником), и односа фракције хемоглобина везаног са кисеоником, -{Y}-, и фракције хемоглобина без везаног кисеоника, (-{1-Y}-). Коефицијент -{n}- је Хилов коефицијент, индекс кооперативности криве.<ref name="garret">{{cite book | title = -{Biochemistry}- | author = -{Garret R. H., Grisham C. M.}- | year = 1999 | }}</ref>
 
== Механизам везивања кисеоника за хемоглобин ==
Промене у [[константа дисоцијације|константама дисоцијације]], до којих долази са повећањем степена везивања кисеоника за хемоглобин, указује да је овај процес праћен променама у структури места где се везивање дешава. С обзиром да се структура везивног места не може мењати независно од структуре целог молекула протеина, структуре хемоглобина са и без везаног кисеоника се међусобно разликују. Везивање кисеоника узрокује такве конформационе промене у молекулу хемоглобина, да се разликују оксихемоглобин и деоксихемоглобин. Оксихемоглобин настаје током дисања, када се кисеоник везује за хем у [[црвена крвна зрнца|еритроцити]]ма. Деоксихемоглобин је облик хемоглобина без везаног кисеоника. У деоксихемоглобину се налази већи број соних мостова, који се у оксихемоглобину раскидају. Конформација деоксихемоглобина је стабилна (компактнија) и назива се Т стање, а конформација оксихемоглобина која је мање стабилна (релаксирана) назива се -{R}- стање. Конформације појединачних низова се обележавају као т односно -{r}- стање.<ref name="voet">{{cite book | title = -{Biochemistry}- | author = -{Voet D. Voet J.}- | year = 1995 | }}</ref>
 
У т стању -{Fe(II)}- се налази око 0,6 -{Å}- изван равни хема према хистидину. При везивању кисеоника за хем мења се електронска густина гвожђа у хему, веза -{Fe- Nporfin}- се смањује за 0,1 -{Å}- и гвожђе улази у раван хема, повлачећи хистидин -{F8}-, који са собом повлачи и -{F}- хеликс.<ref name="voet" />
Ред 59:
 
== Алостерна својства хемоглобина ==
На афинитет хемоглобина за везивање кисеоника утиче већи број малих молекула: -{H}-<sup>+</sup>, -{CO}-<sub>2</sub>, -{Cl}-<sup>-</sup>, метаболит из гликолизе 2,3-дифосфоглицерат (-{BPG}- ). Код хемоглобина се јављају хомотропни и хетеротропни ефекти. Везивање кисеоника за хемоглобин резултује у позитивном хомотропном ефекту, док су -{H}-<sup>+</sup>, -{CO}-<sub>2</sub>, -{Cl}-<sup>-</sup>, -{BPG}-, негативни хетеротропни ефектори за везивање кисеоника. Чиниоци који померају криву дисоцијације оксихемоглобина у десно (олакшавају отпуштање кисеоника) су: пад [[pH вредност]]и у крви, пораст концентрације -{CO}-<sub>2</sub>, пораст [[температура|температуре]] крви, док су чиниоци који је померају у десно -{HbF}-, пад концентрације -{CO}-<sub>2</sub>.<ref name="cowan" />
 
=== Везивање -{CO}-<sub>2</sub> за хемоглобин ===
Ред 70:
-{R-NH}-<sub>2</sub> + -{CO}-<sub>2</sub> ↔ -{R- NHCOO}-<sup>-</sup> + -{H}-<sup>+</sup>
 
Обрнуто, када ниво -{CO}-<sub>2</sub> у крви опада, -{CO}-<sub>2</sub> и протони су ослобођени из хемоглобина, при чему се повећава афинитет протеина за кисионик. Ова контрола афинитета хемоглобина према кисеонику, тако што се везује и ослобађа -{CO}-<sub>2</sub> и киселина, је позната под називом [[Боров ефекат]].
 
=== Везивање -{BPG}--а за хемоглобин ===
Ред 85:
Друге анемије су ретке. Једна од таквих је српаста анемија, која се јавља код афричких и америчких црнаца. До овакве анемије доводи мутантни хемоглобин, тзв. -{HbS}- у којем је остатак -{Gly}- А3(6)β, који се налази на површини молекула хемоглобина. Деоксихемоглобин има особину да се агрегира у чврста влакна која се простиру целом дужином еритроцита. До агрегације -{HbS}- долази у капиларима, где је -{pO}-<sub>2</sub> низак, а концентрација деоксихемоглобина висока. Агрегација -{HbS}- деформише еритроците и даје им карактеристичан српасти облик. Ови еритроцити су мање стабилни од нормалних и лако хемолизују.
 
Хемоглобин А се у маној мери комбинује и са глукозом на одређеним местима у молекулу, при чему настаје -{Hb}- А<sub>1-{c}-</sub>. Са порастом концентрације глукозе у крви, расте и проценат хемоглобина А који се претвара у -{Hb}- А <sub>1-{c}-</sub>. Код дијабетичара чији је ниво глукозе висок, проценат -{Hb}- А<sub>1-{c}-</sub> се такође веома повећава. Због спорог комбиноваја хемоглобина А са глукозом, проценат -{Hb}- А<sub>1-{c}-</sub> се мери у крви.
 
== Улога у дијагностици ==
Мерење нивоа хемоглобина је један од најчешће извођених тестова крви. Резултати се приказују у -{g/l}-, -{g/dl}- или -{mol/l}-. Ако укупан хемоглобин падне испод тачно одређене вредности наступа анемија. Нормалне вредности за ниво хемоглобина су:
 
• Жене: 12,1 — 15,1 -{g/dl}-
Ред 105:
Хемоглобин је алостерни протеин, а миоглобин није. Та разлика се осликава на три начина:<ref name="atkins" />
 
# Везивање првог молекула кисеоника на хемоглобин помаже везивање других молекула кисеоника у истом молекулу хемоглобина. Кисеоник се на хемоглобин везује кооперативно, док то није случај код миоглобина.
# Афинитет хемоглобина према кисеонику зависи од -{pH}-, а афинитет миоглобина не зависи.
# Афинитет хемоглобина према кисеонику одређују и органски фосфати попут дифосфоглицерата. Везивање фосфата смањује афинитет хемоглобина према кисеонику, па је онда он мањи него код миоглобина.
 
== Извори ==
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/wiki/Хемоглобин”