Bài giảng Hóa học Hemoglobin

ThS BS HỒNG THỊ TUỆ NGỌC Bộ mơn Hóa Sinh – Sinh Học Phân Tử Đại Học Y Khoa Phạm Ngọc Thạch ĐẠI CƯƠNG Cromoprotein Protein tạp Nhóm ngoại: chất màu porphyrinoprotein : Hb, Mb (nhóm ngoại nhân porphyrin) cromoprotein: Feritin, flavoprotein (nhóm ngoại khơng có nhân Porphyrin) CẤU TẠO HOÁ HỌC Pyrol x Porphin + nhóm Porphyrin protoporphyrin 4 vịng pyrol lk với tạo thành porphin (C20H14N4) cầu nối methylen (-CH=) • thứ tự vịng pyrol (I, II, III, IV): theo chiều kim đồng hồ •Đánh dấu cầu methylen: α, β, γ,δ •1,2,3, ,8: đỉnh porphin = vị trí nhóm PORPHYRIN = porphin + nhóm (tại vị trí 1,2,3, ,8) Tên gốc Methyl Ethyl Hydroethyl Vinyl Acetate Propyonate Công thức - CH3 -CH2 ‟ CH3 -CH2 ‟ CH2OH - CH = CH2 - CH2 ‟ COOH - CH2 ‟ CH2 - COOH  Caùc porphyrin khác nhóm Ký hiệu -M -E -E ‟ OH -V -A -P Một số PORPHYRIN khaùc Uroporphyrin I Coproporphyrin I Uroporphyrin III Coproporphyrin III Tính chất  Các porphyrin có màu  Có N hóa trị III vòng pyrol (I III) → có tính baz yếu  Có nhóm carboxyl mạch bên → có tính acid yếu  pHi: 3-4,5 Hb kết tinh dạng phân tử khác tùy loài động vật Huyết cầu tố (Hb) Là cromoprotein (porphyrinoprotein) Tỉ lệ sắt Hb 0,34% 10 Đun Hb với Hem Fe 2+ Oxy hoá hematin Fe 3+ NaCl a.acetic hemin Tạo muối clohydrat ứng dụng pháp y: Xác định vết máu người hay động vật khác 13 GLOBIN: chuỗi polypeptid • chuỗi α (141aa) • chuỗi β (146 aa) HbA1 (2 2) : Hb chủ yếu người trưởng thành bình thường 14 Ngoài có dạng Hb khác HbG (2 2): Hb bào thai giai đoạn đầu HbP (2 2):Hb bào thai giai đoạn sau HbF (2 2): Hb chủ yếu bào thai HbA2 (22): chiếm khoảng 2% Hb người trưởng thành 15 16 Tỉ lệ tổng hợp chuỗi globin thai kỳ sau sinh HbS: Hb chủ yếu người bệnh thiếu máu HC hình liềm HbC: Hb chủ yếu người bệnh thiếu máu HC hình bia loại HbA, HbS, HbC khác aa  HbS: vị trí chuỗi β , Glutamat  Valin  HbC : vị trí chuỗi β , Glutamat  Lysin 17 chuỗi pp Globin N nhân Imidazol aa Histidin Lk phối trí + Hem Fe2+ bán đơn vị (sub unit) phân tử Hb phân tử Hb hoàn chỉnh gồm bán đơn vị, giống đôi 18 M V Fe bán đơn vị Hb có liên kết • lk với 4N vịng pyrol • lk phối trí với N His ( liên kết VI bị chiếm pứ gắn oxy oxyhemoglobin): Hemoglobin oxy hay oxygen hoá, 2+ Fe pứ OXH   N M M Fe++ N N P V N  P  M Hem Protoporphyrin N GLOBIN N Porphin (4pyrol) nhóm 19 MYOGLOBIN Là protein dự trữ O2 tổ chức (cơ tim, hệ xương) Phân tử có cấu trúc bậc III, gồm HEM “giấu mình” chuỗi GLOBIN Lk sắt: lk nằm mp, lk 5-6 nằm bên mp 20 TÍNH CHẤT Kết hợp thuận nghịch với oxy tạo oxyHb ngtử Fe Hem gắn với ptử O2 Hb(O2)4 Hb + O2 Chiều PỨ phụ thuộc phân áp oxy môi trường 21 O2 tan nước Bình thường: 3.2ml O2 tan 1L huyết tương Nhờ Hb HC  1L gắn kết tối đa với 220ml O2  Gấp 70 lần 22 Kết hợp với CO2 tạo dạng carbamat (-NHCOO-) qua nhóm amin tự globin PỨ thuận nghịch Hb vận chuyển 15% CO2 thể Chiều phản ứng phụ thuộc phân áp CO2: Mô: phân áp CO2 cao → tạo HbCO2 Phổi: phân áp CO2 thấp → nhả CO2 23 Kết hợp với CO Tạo HbCO bền vững Hb + CO → HbCO HbCO không vận chuyển oxy CO có lực với Hb gấp 210 so với lực O2 → đẩy O2 khỏi HbO2: HbO2 + CO → HbCO + O2 Nhưng lượng lớn O2 làm phân ly HbCO 24 Hb bị OXH chất OXH (nitrit, clorat, ferricyanua, ) Fe2+ Hb thành Fe3+ → Methemoglobin Hb M-Hb + e1 M-Hb không gắn O2 → chức hô hấp Methylene Blue (TM): bất họat Met-Hb 25 Vì MetHb thường xảy trẻ em < 4-6 tháng tuổi? Trẻ em < 4-6 tháng nhiều Hb bào thai- lọai dễ bị chuyển thành Meth-Hb thiếu enzyme khử MetHb (NADH MetHb reductase, glutiathion reductase G6PD) acid dày toan  nitrate dễ CH thành nitrite Chế độ ăn thiếu Vit C, K- chất giúp khử MetHb 26 Hb coù tính chất oxydoreductaz (xúc tác phản ứng OXH-khử)  Hoạt tính peroxydaz ( rõ rệt) Hb H2O2 + AH2 2H2O + A „  ứng dụng: tìm máu / nước tiểu  Hoạt tính catalaz (yếu) 2H2O + O2 2H2O2 27 ... kết • lk với 4N vịng pyrol • lk phối trí với N His ( liên kết VI bị chiếm pứ gắn oxy oxyhemoglobin): Hemoglobin oxy hay oxygen hoá, 2+ Fe pứ OXH   N M M Fe++ N N P V N  P  M Hem Protoporphyrin... I Coproporphyrin I Uroporphyrin III Coproporphyrin III Tính chất  Các porphyrin có màu  Có N hóa trị III vòng pyrol (I III) → có tính baz yếu  Có nhóm carboxyl mạch bên → có tính acid yếu... porphyrin) cromoprotein: Feritin, flavoprotein (nhóm ngoại khơng có nhân Porphyrin) CẤU TẠO HỐ HỌC Pyrol x Porphin + nhóm Porphyrin protoporphyrin 4 vòng pyrol lk với tạo thành porphin (C20H14N4)