medical-notes/content/🧪 Biokemi/⌬ Makromolekyler/Hemoglobin/Hb Anteckningar.md

tags, föreläsare

tags	föreläsare
biokemi hemoglobin anteckningar	Abhishek Niroula

Will not be looking into the grammar at the examination, just the context you can mix swedish

Oxygen transporting Binding in lungs and carrying it into where it is needed Present in RBC

• 5 liters of blood
• 5 * 10^{12} RBC
• 2.6 * 10^8 hemoglobin per RBC
• No need to know

Lärandemål

• beroende av
  • proteinstrukturen
  • bindningspartnern
  • enskilda aminosyrors egenskaper

Molecular recognition

!Pasted image 20251107092012.png

• Receptor + Ligand = Receptor-Ligand Complex
• Note this is an equilibrium

!Pasted image 20251107092234.png

• konstig slide färger säger om L är bundet till en Blå rund receptor

• the total number of complex molecules receptor/ligands are equal in B and D

  • the concentrations of all species are constant.
  • the dissociation and association rates must balance

• hemoglobin is a receptor, oxygen is a ligand

• bindningsaffinitet, binding affinity, hur starkt syre binder till hemoglobin

• !Pasted image 20251107092720.png

  • Y axis is %
  • L_{1/2} = koncentrationen där hälften av alla receptorer är bundna till liganden
  • L_{1/2} = 40 i bilden ovanför, X-axel !Pasted image 20251107092855.png

• Ju starkare ligand ju mindre behöver vi för att binda med en receptor, om det är en svag behöver man väldigt många ligande för att kunna binda.

Bindningsfickan av en molekyl är specifik för ett visst ligand, de har olika former så det passar i varandra.

Det kan vara väldigt små skillnader, t.ex. det kan räcka med att vinklarna på olika atomer sitter annorlunda.

nM = nano mol enhet för att mäta ligander

Myoglobin

Enklare än hemoglobin, bara en subenhet. Finns mycket, 0.5% av totala vikten i kroppen i muskler. Prostetisk grupp heme, där syret binder för att kunna transporteras i kroppen.

• Prostetisk = som inte är baserat på aminosyror

Heme

fyra stycken pyrrole ringar som är bundna till en järnatom. järnatomen kan ha 6 bindningar:

• en med varje pyrrole ring
• femte med den proximala histine aminosyran
  • histsidine hjälp till att hålla järnatomen på plats
• sjätte med själva syremolekylen
• VIKTIGT: syreatomen flyttar positionen på järn i heme när den binder

Järn och syra kan finnas i två tillstånd !Pasted image 20251107094222.png superoxidevarianten är farlig för våra celler, viktigt att inte ha den i våra kroppar. Distala histine hjälper till att hindra konverteringen till superoxide.

oxygen binding !Pasted image 20251107094532.png 2 torr är extremt låg P_{50} är samma som L_{1/2} dvs, oxygen och myoglobin har extremt lätt att binda till varandra

kolmonoxid konkurrerar med syre om samma plats

• CO bindningen är 100 gånger större än O_2
• 100 gånger större bindingsaffinitet

distala histidin är involverad och sänker den, men trots det skulle det vara mer än 100ggr

Hemoglobin (Hb)

Större än myoglobin, den har fyra stycken subenheter. Varje subenheter har en egen hememolekyl som kan binda en syre. Heme i de olika subenheterna interagerar inte med varandra. Fungerar oberoende av varandra.

En Dimer är 𝛼-subenhet och β-subenhet

• En dimer kan också vara två dimers
• dimer är ett komplex av två subenheter

Själva bindningen av syre skapar strukturella skillnader i hemoglobin. Järn flyttar in i porfyrringen, proximala histidine och 𝛼-helix flyttar sig mot järnet. Själva interfacet, det gula flyttar på sig och påverkar den ANDRA dimern. !Pasted image 20251107100016.png

• T (tense) <→ deoxyhemoglobin
• R (relaxed) <→ oxyhemoglobin

!Pasted image 20251107100241.png Hb är mer sigmoid S-kurva Ladda:

• När Hb har en bunden syremolekyl är det lättare att binda det andra 3. Släppa
• När Hb släpper en bunden syremolekyl är det lättare att släppa det andra 3.

P_{50} = 26 torr dvs 13 ggr högre än för Myoglobin

one oxygen promotes the release/binding of the others. Det kallas kooperativt där de hjälper till, det är en unik egenskap av en hemoglobin (det tyckte föreläsaren var viktigt)

P = Partial pressure of Oxygen, how you measure oxygen in gases

Kooperativt:

• effektiv och komplett (alla 4) syretransport
• tar med det där det behövs mest

bara 7% av myoglobin skulle kunna släppa syre där det behövs men 66% av hemoglobin släpper, så kooperativt gör det väldigt effektivt, skulle vara 38% om inte var kooperativt 7%/66% hur effektivt det kan transporteras ! ! mer syre är transporterat där det behövs, 66% effektivitet i muskler som används och 21% när de vilar.

Concerted model

• finns bara T och R state, inga andra
• !
• T state when nothing is bound
• R state when it is bound
• what happens in between?
  • this model says that when there is no oxygen bound the state is more/higher than this state and it wil lalways be in the state
  • when there is one oxygen bound the likelyhood is still be in the T state higher than in the R state. there is also a likelyhood that it can be in the R state
  • R state is strongly favoured when there is bindings
• i början följer det den teoretiska T-state kurvan sen binder lite syre och det följer R-state eller iaf parallelt
• begränsning det förklarar inte de strukturella ändringar som krävs av delvis syrebindning

Sequential model

• T state, R state and intermediate states
• !
• !Pasted image 20251107103427.png
• formen ändras på hörnen, så småningom ändras alla
• intermediate structural states of Hb
• Limitations: HB finns främst i T-state när en subenhet binder too syre och R när 3 subenheter är bundna till syre

Allosteric regulation

Det finns en annan del av ett protein (Hb t.ex.) där den allosteriska regulation binder, det skiljer sig från den aktiva delen där syre binder. En competitor kan binda till samma ställe där liganden binder (CO, O_2)

2,3-BPG binder till β-subenhetn på Hb i T-state stabiliserar T-state och förenklar syres frisläppning 2,3-BPG gör att att bindningen till syre försvagas och ökar effektivitet av transporten

HbF har andra subenheter, 2,3-BPG har lägre bindningsaffinitet. Det gör att syre kan transporteras från moderns HbF till fostrets HbF.

Andra allosteriska egenskaper av Bohreffekten är att vätejon och koldioxid kan binda till Hbmolekylen stabiliserar T-state och flyttar på dissocationkruvan

I muskeln finns det mer vätejoner och pH är lägre Syreskillnaden influenserar frisläppandet av syre från Hb Lägre pH gör att bindningsaffinitetav Hb minskar Vilket i sin tur förbättrar effektiviteten av frisläppandet av oxygen

H^+ binder till aminosyror i C-terminalen i 𝛼-subenheterna till Histidin

CO_2 reagerar med vatten för att skapa bikarbonatjoner och vätejoner

• H^+ gör pH lägre och stabiliserar T-state CO_2 kan också binda direkt till C-terminalen på aminosyrorana och skapa carbamatejon stabiliserar T-state coh frisläpper syre

Sicklecell

En genetisk mutation av Glu 6 byts ut till Val 6 Val 6 kan interagera med hydrofobiska kvarlämnor av en Hb-molekyl

• Kan skapa stora fibrösa / polymerer av aggregat
• Distraherar celler att skapa dessa sickleceller
• Sicklecellerna är stora och kan blockera blodkärl genom att sätta sig i väggarna
• SCD hittas mest hos vuxna
• Hb F alpha och beta kedjor
• Hb A har alpha och betakedjor
• Dyker upp efter 5-6 månader
• kan skapa anemi
• finns genterapi för SCD, ökad HbF-produktion