168 lines
7.4 KiB
Markdown
168 lines
7.4 KiB
Markdown
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|200]]
|
||
|
||
- Receptor + Ligand = Receptor-Ligand Complex
|
||
- Note this is an equilibrium
|
||
|
||
![[Pasted image 20251107092234.png|200]]
|
||
- 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|200]]
|
||
- 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|400]]
|
||
- 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|300]]
|
||
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|300]]
|
||
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|300]]
|
||
- T (tense) <→ deoxyhemoglobin
|
||
- R (relaxed) <→ oxyhemoglobin
|
||
|
||
![[Pasted image 20251107100241.png|300]]
|
||
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
|
||
![[Pasted image 20251107102710.png]]
|
||
![[Pasted image 20251107102828.png]]
|
||
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
|
||
- ![[Pasted image 20251107103007.png]]
|
||
- 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 20251107103403.png]]
|
||
- ![[Pasted image 20251107103427.png|100]]
|
||
- 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 |