báo cáo hoá sinh hemoglobin myoglobin

Cấu tạo của globin: Hinh 3: Cấu trúc bậc hai, bậc ba của globin với các vòng xoắn alpha...  Cấu trúc bậc III: các chuỗi  &  gấp khúc Gọi tên các aa trên chuỗi polypeptid bằng thứ tự

GVHD: TS Trần Bích Lam

SVTH: Nguyễn Thị Ngọc Bình 60600156

Đặng Thị Mỹ Duyên 60600368

Đinh Thanh Hà 60600567

Hà Quang Khoa 60601109

Trần Thị Thu Linh 60601272

Trương Thị Thuý Ngọc 60601614

Đào Thị Trà Mi 60601457

Trần Thị Ngọc Oanh 60601731

Phan Trung Thành 60602229

Phân công thực hiện

Thành, Quang Khoa, Thanh Hà

Chương 1

I Giới thiệu

 Là huyết cầu tố (kí hiệu Hb)

 Là một porphyrinoprotein gồm một protein thuần GLOBIN và các nhóm ngoại HEM

 Hồng cầu người: 32% Hb, Hb ở trong hồng cầu, được hồng cầu bảo vệ.

 Mỗi sinh vật có một loại Hb khác nhau, tuỳ thuộc vào nhóm globin

 Mỗi hồng cầu có 640 triệu phân tử Hb

Hemoglobin là chất vận chuyển khí quan trong máu

hình 1: myoglobin và hemoglobin

Hemoglobin

II Cấu tạo hoá học:

 Protein thuần: globin

 Nhóm ngoại: Hem

1.Cấu tạo của hem:

 Là protoporphyrin IX gắn với 1 nguyên tử Fe2+ bằng 2 nối cộng hóa trị và 2 nối phối trí.

Fe N N

M

V

M P

P

M

N

Hình 2: hem

 Nguyên tử Fe trong hem

 Nguyên tử sắt và mạch protein làm thay đổi bước sóng hấp thụ

và làm cho hemoglobin có một màu đặc trưng Hemoglobin đã oxy hóa (máu từ các động mạch) có màu đỏ sáng(hic, đỏ tươi dễ nghe hơn), nhưng khi không có Oxy (máu ở các tĩnh mạch), hemoglobin chuyển sang màu đõ tối hơn.

N

NN

N

N

NN

N

Cl

 Khi Hem bị oxy hóa

HEM HEMATIN HEMIN (tím)

Fe+2 Fe+3 (tinh thể Teichman)

2 Cấu tạo của globin:

Hinh 3: Cấu trúc bậc hai, bậc ba của globin với các vòng xoắn alpha

 Cấu trúc bậc III: các chuỗi  &  gấp khúc

 Gọi tên các aa trên chuỗi polypeptid bằng thứ tự của chúng trên đoạn xoắn

His E7; His F8

 Để xác định sự khác biệt giữa các Hb, người ta phải xác định thứ tự các aa trong cấu trúc bậc I của Globin.

HbA & HbS: trên chuỗi : Glu (6) ở HbA bị thế bởi Val (HbS) HbA & HbC: trên chuỗi : Glu (6) ở HbA bị thế bởi Lys (HbC)

 Pauling coi đó là biểu hiện của bệnh lý phân tử.

HbC: 2A2C  2A26glulys

Mẫu tự A, B, C

Sickle Cell Mutation

  3 Sự liên kết giữa hem và globin hay cấu trúc phân tử hemoglobin:

 Mỗi chuỗi polypeptid của GLOBIN kết hợp với một HEM qua 2 liên kết

phối trí giữa Fe+2 và N của nhân Imidazol của aa histidin E7 & F8 tạo thành

1 bán đơn vị của phân tử Hb

HIS (F8)

 Nguyên tử Fe gồm 6 liên kết:

• 2 liên kết cộng hóa trị

• 4 liên kết phối trí

 Khi kết hợp oxy, nguyên tử Fe vẫn hóa trị 2  đây là phản ứng gắn oxy chứ

không phải là sự oxy hóa

N

M V

M V

M P

M P

N

Hình 4:Bán đơn vị Hb tự do và kết hợp oxy

Hình 5:Bán đơn vị của Hb

 HEMOGLOBIN:

•Protein hình cầu, đường kính 5,5 nm

•Gồm 4 bán đơn vị giống nhau từng đôi một

•Mỗi bán đơn vị:

1 Hem và 1 chuỗi polypeptid

Trọng lượng phân tử:  17.000 Da

•Khoảng cách giữa các Hem/Hb  2,5nm

• Fe+2 trong Hb  0,34%

a globin b globin

b globin a globin

Hình 7: Các chuỗi alpha & beta

Hình 8: Tổng hợp Hemoglobin

 TỔNG HỢP GLOBIN:

•Những loại globin khác nhau kết hợp với hem để tạo thành các Hb khác nhau

•Những gen mã hóa các chuỗi globin:

b, g, d và e nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể 11

a và z nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể 16

Globin bắt đầu được tổng hợp từ tuần thứ 3 của thai kỳ

•Phôi

Hemoglobin Gower I ( z2e2)

Hemoglobin Portland ( z2g2)

Hemoglobin Gower II (a2e2)

•Thai : HbF (a2g2), HbA (a2b2)

•Người lớn : HbA, HbA2 ( a2d2), HbF

Túi noãn hoàn Gan Latch tuỷ xương

tuổi thai (tuần ) sinh Sau sinh (tuần)

 

 Sự kết hợp và phân ly giữa O2 và Hb được xác định bởi phân áp oxygen(PO2) ở môi trường chung quanh Hb:

 Ở phổi: phân áp O2 cao  95-98% Hb kết hợp oxy  HbO2 theo máu đến mô.

 Ở mô: phân áp O2 thấp (40mmHg) phản ứng xảy ra theo chiều nghịch, HbO2 phân ly, nhả O2 cho mô

Đường cong phân ly Hb-oxy (đường cong Barcroft)

 Ở phần PO2 thấp (nơi HbO2nhả O2 cho mô): đường cong rất dốc  1 sự thay đổi nhỏ của

PO2 sẽ làm thay đổi sự giao O2cho mô một cách đáng kể  giúp hằng định PO2/mô

 Ở phần PO2 cao (nơi Hb lấy O2 từ phổi) đường cong tà:

PO2: 60mmHg  bão hòa Hb với O2: 89%

PO2  500 thì độ bão hòa HbO2 cũng chỉ 100%

 PO2 môi trường, phế nang có thể thay đổi nhiều nhưng độ bão hòa HbO2 & lượng oxy giao mô không bị giao động lắm

 PO2 mô ổn định

 Hb có tính đệm giúp PO2/ mô ổn định, đảm bảo sự hằng định nội môi

 Vị trí bình thường của đường cong tùy thuộc vào:

Hay: Hb + CO2 HbCO2

SƠ ĐỒ VẬN CHUYỂN CO2

b) Hb vận chuyển gián tiếp CO 2

Sf của

CT Krebs

IV Tính chất của Hb:

 Kết hợp với carbondioxyd (CO2) tạo carbonyl Hb (CO2Hb)

1 Kết hợp thuận nghịch với oxy tạo oxyhemoglobin:

Hb + O2 = HbO2

(Đỏ tươi) (Đỏ thẫm)

 Cơ chế hoàn toàn giống như đã trình bày ở phần chức năng sinh học của Hb

Ái lực của Hb với O2 còn giảm khi tăng nồng độ H+, nồng độ CO2 (ở một

pH xác định) => ở các mô hoạt động trao đổi chất mạnh (khi co cơ), tạo

thành nhiều axit, CO2 sẽ làm tăng sự tách O2 khỏi oxyhemoglobin

Mối liên hệ giữa khả năng kết hợp O2, H+, CO2 gọi là hiệu ứng Borh

2 Oxy hoá Hb tạo thành Methemoglobin:

3 Kết hợp với carbondioxyd (CO2) tạo carbonyl Hb (CO2Hb)

 Có 3 cặp nhóm kết hợp proton là: nhóm amin đầu N và hai gốc H+

 Trong dezoxy – Hb môi trường trực tiếp của chúng tích điện âm nhiều hơn

chúng lấy H+ khi giải phóng O2

=>

CO2 kết hợp với nhóm amin đầu N của Hb Dạng không ion hóa của nhóm α-amin đầu N của Hb phản ứng thuận nghịch với CO2 tạo thành dạng cacbamat:

R – NH2 + CO2 = RHCOO- + H+

Khi kết hợp với CO2 làm giảm ái lực của Hb với O2, CO2 kết hợp với

dezoxy – Hb chặt hơn là oxy – Hb

4 Kết hợp với Oxyd carbon (CO):

Hb còn có thể kết hợp với CO, hơn nữa ái lực với CO gấp 210 lần so với

Chương 2:

I Giới thiệu:

 Một protein có kiến trúc hóa học tương đối đơn giản

 Sự phân phối của myoglobin trong sinh vật phản ảnh chức vụ sinh lý của nó

II Cấu tạo hoá học:

 Là protein có cấu trúc bậc 3 điển hình, khối lượng phân tử

16700 dalton

 Cấu tạo gồm nhóm ngoại heme và 1 phân tử globin

 Phân tử globin do 153 gốc acid amin tạo nên, trong đó có 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn α

 Heme gắn với globin ở gốc histidin có số thứ tự 93

Công thức cấu tạo: hay:

 Cấu trúc không gian:  Cấu trúc bậc 3 của myoglobin

III Chức năng sinh học:

 Kiến trúc phân tử và hóa học của myoglobin ngăn ngừa sự kết

hợp với CO (carbon monoxide) và giúp cơ tim hoạt động lâu hơn

trong trường hợp trúng độc CO

 Những người có khả năng nín thở và lặn lâu dưới nước có thể có nhiều myoglobin hơn người bình thường.

 Myoglobin cũng có một chức vụ gián tiếp trong trường hợp thương tổn bắp thịt Myoglobin thoát ra khỏi mô thịt bi thương tổn và lọc vào trong

nước tiểu làm nước tiểu có màu hồng Nó rất độc cho tubular epithelium của thận và có thể đưa đến thận suy cấp tính.

 Oxy gắn với myoglobin chặt hơn rất nhiều và chỉ giải phóng

ra khi pO2 rất thấp, chính vì vậy myoglobin là sắc tố có lợi nhất trong quá trình hoạt động tích cực khi mà oxy từ máu không đủ đi đến các cơ Khi hoạt động pO2 giảm xuống đến 0 và oxy tách ra khỏi myoglobin, sự hô hấp ưa khí vẫn tiếp tục Myoglobin góp phần đáng

kể vào hoạt động của cơ trong 1 thời gian dài Khi nguồn dự trữ oxy cạn kiệt, cơ thể bắt đầu hô hấp yếm khí và tạo ra axit lactic.

 Myoglobin giải phóng oxi khi p02 ở mức thấp và có tác dụng như kho dự trữ oxi ở trong cơ.

 Desoxymioglobin là sắc tố bẩm sinh của thịt làm cho thịt có màu đỏ tía, trong đó Fe có hóa trị II.

màu đỏ rực MbO2 là chất dự trữ oxy cho cơ, trong đó Fe có hóa trị II Màu của MbO2 có thể nhận thấy rõ trên bề mặt thịt tươi.

 Mb và MbO2 khi bị oxy hóa thì Fe2+ chuyển thành Fe3+ tạo nên Metmyoglobin (MMb) có màu nâu Khi nguyên tử Fe ở trạng thái Fe3+ thì phân tử Mb không có khả năng kết hợp với oxy nữa.

Mb2+ hoặc MbO2

Ferrohemochrom

ferrihemochromNitrosomyoglobin

Nitrosoferrohemochrom

Fe3+, Globin biến tính,màu nâu (thịt chín)

Fe2+, Globin không biến tính, màu đỏ (ướp muối)

Fe2+, Globin biến tính, màu đỏ hồng(ướp muối)

Fe2+, Globin biến tính, màu hồng(cá thu hộp, thịt

Lượng Mb thay đổi tùy từng loại mô, từng loài, độ tuổi, giới tính dẫn đến màu sắc thịt cũng thay đổi theo Độ tuổi càng cao thì lượng Mb càng nhiều nên thịt của con vật già có màu đậm hơn của con vật non Ở những cơ vận động thì nhiều Mb hơn các cơ khác Sự ảnh hưởng của lượng Mb đến màu sắc của thịt được thể hiện trong bảng 1 (a,b,c).

c) Theo tuổi:

Loài (theo tuổi)

Lượng myoglobin(mg/g)

Chương 3

I Giống nhau:

những sắc tố có khả năng vận chuyển oxy

 

nhóm ngoại là nhóm Heme và phân tử Globin Cấu tạo nhóm Heme của Myoglobin và

Hemoglobin giống nhau.

II Khác nhau:

 Hemoglobin chỉ có chủ yếu ở trong máu, tủy xương (những nơi có hồng cầu phát triển), còn Myoglobin có nhiều ở trong cơ.

 Một phân tử Myoglobin chỉ gồm một đơn vị, không phải là bốn đơn vị như

Hemoglobin Phân tử Globin của Myoglobin do 153 gốc acid amin tạo nên, trong

đó 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn a, gồm 8 phần, mỗi phần chứa từ 7-26 gốc

 Myoglobin là protein có cấu trúc bậc 3 tiêu biểu Nhóm Heme gắn với Globin ở gốc Histidin có số thứ tự 93 Hemoglobin có cấu trúc bậc bốn.

Cấu trúc của heme trong oxymyoglobin

Tài liệu tham khảo