Bài giảng Hóa sinh - Chương 11: Hóa học hemoglobin

"Bài giảng Hóa sinh - Chương 11: Hóa học hemoglobin" biên soạn với các mội dung đại cương cromoprotein, porphyrin, hemoglobin (HB), Hb - protein vận chuyển O2, cấu tạo hóa học Hb, cấu trúc của Hemoglobin, các loại Hemoglobin, tính chất của hemoglobin, tính chất enzyme của hemoglobin...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa sinh - Chương 11: Hóa học hemoglobin Chương 11 Hóa họcHemoglobin 1 Nội dungĐại cươngHemoglobin (Hb) 21. ĐẠI CƯƠNG CromoproteinProtein phức tạp có nhóm ngoại là chất màu • Flavoprotein • Hemoglobin (riboflavin) • Myoglobin • Feritin (Fe) • Chlorophyl • Homocyanin • Cytocrom (Cu) • Catalase PorphyrinCấu tạo hóa học  Nhân cơ bản là porphin • 4 vòng pyrol đánh số I, II, III, IV (chiều KĐH) • 4 cầu nối methylen ký hiệu a, b, g, d • Nhóm thế trên khung đánh số từ 1 đến 8 PorphyrinCấu tạo hóa học  Porphyrin = nhân porphin + nhóm thế • Methyl (M) • Acetyl (A) • Propionyl (P) • Vinyl (V) PorphyrinTính chất  Có màu  Độ tan phụ thuộc số lượng nhóm carboxyl  Tạo phức với kim loại  Tính kiềm yếu (N nhân pyrol) + tính acid (nhóm –COOH mạch nhánh). pHi ~ 3-4.52. HEMOGLOBIN (HB) Hb - Protein vận chuyển O2Kí hiệu: Hb (huyết sắc tố, huyết cầu tố), màu đỏHồng cầu người chứa ~ 32% Hb (15g/100 ml máu toàn phần)Vai trò  Vận chuyển O2, CO2  hệ đệm quan trọng Cấu tạo hóa họcGồm 2 phần:  Protein thuần: globin (apoprotein)  Nhóm ngoại: hem (nhóm prosthetic) HemLà hợp chất gồm có nhân protoporphyrin IX gắn với sắt hóa trị II (Fe2+)Fe2+ nằm ở trung tâm nối với 4 nguyên tử N của 4 vòng pyrol qua 4 liên kết (2 lk CHT và 2 lk phối trí) HemFe2+ còn 2 lk phối trí thẳng góc mp phân tử, mỗi lk 1 phía  Kết hợp globin  Kết hợp O2/CO2 HemHem bị oxi hóa thành hematin, khi đó Fe2+ biến thành Fe3+Hematin kết tinh dạng muối tinh thể clohydrat đặc biệt (tinh thể Hemin hay Teichman).Ứng dụng: xác định vết máu trong pháp y GlobinỞ người trưởng thành, globin của Hb A gồm 4 chuỗi polypeptide có cấu trúc bậc I  2 chuỗi α mỗi chuỗi có 141 aa  2 chuỗi β mỗi chuỗi có 146 aa  Các chuỗi gắn với nhau bằng tương tác không cộng hóa trị tạo thành 2 dimer (αβ)1 và (αβ)2 Globin Trong cấu trúc bậc II  chuỗi α tạo nên 7 đoạn xoắn  chuỗi β tạo nên 8 đoạn xoắn  Mỗi đoạn xoắn từ 7 – 20 aa, ký hiệu A,B, C… Trong cấu trúc bậc III  Các chuỗi α, β cuộn khúc tại đoạn aa không xoắn  Mỗi chuỗi polypeptid xoắn và cuộn khúc + Hem = tiểu đơn vị của Hb Về mặt không gian  Globin tạo khe kỵ nước  Hem vùi trong khe kỵ nước  Tương tác bằng các lk: • ion • Hydro • Lực Van der waals Cấu trúc của HemoglobinMỗi chuỗi polypeptide của globin kết hợp 1 Hem qua 2 liên kết phối trí giữa Fe2+ của Hem với 2 N của nhân imidazol thuộc aa Histidin trong mỗi chuỗi globin  một tiểu đơn vị  His F8: his gần ( kết hợp trực tiếp)  His E7: his xa Các loại HemoglobinGlobin quyết định đặc tính chủng loại của HbCác Globin khác nhau do  thành phần và thứ tự sắp xếp của các aa khác nhau  làm thay đổi cấu trúc và tính chất của Hb Các loại Hemoglobin Hb bình thường Hb G Phôi thai Hb P Phôi thai Hb F Bào thai và trẻ sơ sinh Hb A Người trưởng thành Hb A2 2,5% tổng số Hb ở người trưởng thành Khác nhau về thành phần aa ở đoạn xoắn F của globin Chuỗi Vị trí xoắnpolypetid/Hb F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 Hb A (b) Phe Ala Thr Leu Ser Glu Leu His Cys Hb A2 (d) Phe Ser Gln Leu Ser Glu Leu His Cys Hb F (g) Phe Phe Gln Leu Ser Glu Leu His Cys Các loại HemoglobinHemoglobin bất thường  Sự thay đổi thành phần và thứ tự của các aa trong phân tử Globin  Thay đổi độ tan và độ bền vững của Hb  Ảnh hưởng đến ái lực của Hb đối với oxy cũng như sự vận chuyển oxy đến các tổ chức Hb bất thường gây bệnh lý HbS Glu ở vị trí 6 của chuỗi β được thay bằng val, HC có dạng lưỡi liềm HC bị phá hủy gây thiếu máu tiêu huyết mãn tính, đau kéo dài, đột quỵ, suy thận… Chẩn đoán: điện di, Hb S chuyển dịch về anod chậm hơn HbA ...