HÓA HỌC HEMOGLOBIN (HÓA SINH SLIDE) (chữ biến dạng do slide dùng Font VNI-Times, tải về xem bình thường)

HĨA HỌC HEMOGLOBIN MỤC TIÊU 1.Mô tả cấu tạo hóa học, cách phân loại & tính chất Porphyrin Mô tả cấu tạo hóa học Hem Globin Trình bày, giải thích Hem Globin kết hợp Nêu tính chất hóa học vai trò quan trọng Hemoglobin thể ĐẠI CƯƠNG Cromoprotein Protein phức tạp có nhóm ngoại chất màu - Cromoprotein với nhóm ngoại không chứa nhân porphyrin Flavoprotein : nhóm ngoại chứa riboflavin Feritin : nhóm ngoại chứa Fe Hemocyamin : nhóm ngoại chứa Cu - Cromoprotein với nhóm ngoại chứa nhân porphyrin (porphyrinoprotein) Hemoglobin : sắc tố đỏ hồng cầu Myoglobin: sắc tố hô hấp tb Clorophyl: diệp lục tố Cytocrom: tham gia phản ứng oxy hóa khử chuỗi hô hấp tb ĐẠI CƯƠNG Porphy rin Cấu tạo hóa học: Nhân porphin + nhóm Porphin: - vòng pyrol liên kết qua cầu nối methylen (CH=) - Các vòng pyrol đánh số I, II, III IV (chiều kim đồng hồ) - Các cầu nối methylen ký hiệu , , ,  -Vị trí nhóm khung phân tử đánh số CH CH CH CH NH NH Vòng pyrol  (1) (2) HC CH I HC CH (3) (7) HC CH (4) N HC  HC (6) III N NH HN II IV NH  CH N (8) HC HN N II IV III CH CH  I 5 (5) Porphin (dạng viết tắt) Porphin Cấu trúc nhân Porphy rin Là nhân porphin gắn thêm nhóm Nhóm Tên gốc Ký hiệu Công thức Metyl M -CH Etyl E -CH - CH3 Hydroxyetyl E -OH -CH - CH2 - OH Một số dẫn xuất porphyrin thường gặp tự nhieân M N M NH M N P NH HN P V M M Protoporphyrin IX (III) P M M NH P M Coproporphyrin I P N M HN N N P P M V P M HN P N P M Coproporphyrin III Một số dẫn xuất porphyrin thường gặp tự nhiên A P N A NH A P NH P A Uroporphyrin III N P HN N P A A A M P A Uroporphyrin I E- OH M N HN NH HN N P M N P P Hematoporphyrin E- OH M Porphy rin Tính chất - Có màu , có phổ hấp thu đặc trưng - Độ tan phụ thuộc số lượng nhóm carboxyl Ví dụ: Uroporphyrin có nhóm carboxyl nên tan tốt nước Protoporphyrin có nhóm carboxyl nên tan nước, tan nhiều lipid - Dễ tạo phức với ion kim loại Metaloprotein Hemoglobin, myoglobin, cytocrom, catalase: porphyrin + Fe2+ Clorophyl: porphyrin + Mg2+ - Tính kiềm yếu (N nhân pyrol) tính acid (-COOH mạch nhánh) HEMOGLOBI N (Hb) Đại cương - Huyết cầu tố hay huyết sắc tố, ký hiệu: Hb - Cromoprotein (porphyrinoprotein), màu đỏ, có / hồng cầu động vật cao cấp - Kết tinh dạng tinh thể khác tùy theo loài động vật - Hồng cầu người chứa 32% Hb (15g/ 100 ml Các loại Hemoglobin Chuoãi Polypept id/Hb F1 HbA () HbA2 () HbF () Vị trí xoắn F2 F3 F4 F5 Ph Al Thr Leu Ser e a Gln Leu Ser Ph Se Gln Leu Ser e r Ph Al e a thành phần Sự khác HbA2, HbF đoạn xoắn F6 F7 F8 F9 Gl Le His Cys u u His Cys Gl Le His Cys u u Gl Le u u HbA, aa Hemoglobin bất thường (bệnh lý) Nguyên nhân Sự thay đổi thành phần thứ tự aa phân tử globin Ảnh hưởng - thay đổi độ tan độ bền vững Hb - ảnh hưởng đến lực Hb oxy vận chuyển oxy đến tổ chức Hb bất thường gây bệnh lý Hemoglobin bất thường (bệnh lý) Hb S ( 2A  2S ) Glutamat vị trí chuỗi  thay valin, hồng cầu có dạng lưỡi liềm Hồng cầu bị phá hủy gây bệnh lý thiếu máu tiêu huyết mãn tính, đau kéo dài, đột q, suy thận… Chẩn đoán: điện di huyết thanh/OHHb S chuyển dịch anod chậm Hb A Hemoglobin bất Hb C (  ) (bệnh lý) thường A C - Glutamat vị trí chuỗi  thay lysin - Hồng cầu có hình bia Hb M: Fe dạng Fe3+ tạo methemoglobin máu không chữa thuốc Bệnh - Thalassemie - Hb bart Hb H : bất thường / tổng hợp chuỗi polypeptid  - Gây bệnh thiếu máu hồng cầu nhỏ nhược sắc Bệnh -Thalassemie Tính chất Hemoglobin  Kết hợp với O tạo Oxyhemoglobin (HbO2) Hb + HbO2 O2 oxyhemoglobin Hemoglobin Đây phản ứng gắn oxy hay oxygen hóa phản ứng oxy hóa ion sắt Mhóa Vtrị I M IV N Fe N N P N M N V III P M GLOBIN II O2 N Kết hợp với O2kết Liên phối trí His E7 Fe 2+ bị đứt, phân tử oxy chỗ His E7 để gắn với Fe2+ Kết hợp với O2 - nguyên tử Fe Hem gắn với phân tử O2, - phân tử Hb gắn bốn phân tử O2 - 1g Hb gắn 1,34 ml oxygen  Cấu hình không gắn oxy (Deoxyhemoglobin): - dạng căng hay trạng thái T (Tense) - Có lực yếu oxy - Dimer  tương tác với qua hệ thống liên kết hydro ion - Bền vững nhờ hình thành cầu muối chuỗi  Cấu hình gắn oxy (Oxyhemoglobin): - Dạng dãn hay trạng thái R (Relax) Các yếu tố ảnh hưởng kết hợp O2  Tương tác Hb Hemvới - Hem Các tiểu đơn vị có tác động cộng lực: kết hợp phân tử oxy với Hem làm tăng lực oxy với Hem lại  Phân áp oxy (pO2) Ở phổi: pO2 cao , phản ứng xảy theo chiều thuận tạo HbO2 theo máu đến mô (khoảng 97% -98% Hb bão hòa O2 ) Ở mô: pO2 thấp, phản ứng xảy theo chiều nghịch, HbO2 bị phân ly nhả O2 để cácvận mô.chuyển oxy từ phổi Vaicung trò cấp quancho trọng: đến tổ chức Các yếu tố ảnh hưởng kết hợp Hb với O2  Sự thay đổi pH (Hiệu ứng Bohr) Khi pH máu giảm hay phân áp CO2 (pCO2) tăng, khả kết hợp với oxy Hb giảm,  Chất điều hòa 2,3-diphosphoglycerat (2,3 – DPG) - Sản phẩm trung gian trình thoái hóa glucid - Có khả kết hợp làm bền vững cấu hình T phân tử DeoxyHemoglobin, giảm khả kết hợp với oxy, kích thích giải phóng oxy tổ chức -Vị trí kết hợp: khe hỡ chuỗi , Các yếu tố ảnh hưởng kết hợp với O2  Chất điềuHb hòa 2,3-diphosphoglycerat (2,3 – DPG) Sự kết hợp 2,3 - diphosphoglycerat (2,3-DPG) với hemoglobin Kết hợp với carbon dioxid (CO2) Kết hợp trực tiếp Qua nhóm amin (-NH2) tự chuỗi polypeptid globin tạo thành dẫn xuaát carbaminoyl.(Carbohemoglobin): R - NH2 Globin + CO2 R - NH - COOH Carbohemoglobin Ở mô: pCO2 cao (46mmHg) phản ứng xảy theo chiều thuận, carbohemoglobin tạo thành theo máu đến phổi Ở phổi: pCO2 thấp (36mmHg), phản ứng xảy theo chiều nghịch , phân ly giải phóng CO2 Kết hợp với carbon dioxid (CO2) Kết hợp gián tiếp Ở mô: H+ tạo thành từ CO2 : Carbonic anhydrase CO2 + H2O H2CO3 2H+ + HCO3 - 2H+ kết hợp với Hb vừa phóng thích phân tử oxy để tạo thành 2H+Hb, theo máu vận chuyển phổi Sự tạo H+, giảm pH máu, nồng độ cao CO2 thúc đẩy phóng thích oxy kết hợp với CO mô Ở phổi: oxy gắn vào deoxy Hb đẩy H+ khỏi Vai trò: Vận chuyển CO2 từ tổ chức đến Hb + H kết hợp bicarbonat phóng CO2 đường đào phổi để với đào thải ragiải thải theo đường hô hấp hô hấp Kết hợp với carbon monoxid (CO) - tạo thành carboxyhemoglobin (HbCO) bền vững, không khả vận chuyển oxygen HbCO Hb + CO Carboxyhemoglobin - CO gắn vào Hb vị trí giống oxy, có lực với Hb mạnh O2 gấp 210 lần, nên đẩy O2 khỏi HbO2 dễ dàng: HbCO + O2 HbO2 + CO - HbCO gây ngộ độc nặng Điều trị: hỗn hợp khí carbogen (95% O + 5% Sự oxy hóa  Chất oxy hóa (nitrit, nitrat, clorat, ferricianur, Hemoglobin nitrobenzen, polyphenol, ) oxy hóa Hb tạo methemoglobin (M-Hb) M - Hb + eHb Methemoglobin  M-Hb khả gắn O2 nên không chức hô hấp  M-Hb cao (> 1,5%) gây ngộ độc, ngạt thở, da tím tái thiếu oxy mô (hội chứng cyanose)  enzym diaphorase/cơ thể khử M-Hb thành Hb  Điều trị: tiêm chất khử mạnh (xanh metylen, vitamin C )  Bình thường Met Hb < 2% Met Hb tăng trong: - Ngộ độc chất oxy hóa Tính chất enzym hemoglobin Tính chất peroxidase Xúc tác phản ứng phân hủy H202 : AH2 Hb hay Peroxidase + H202 A + 2H2O Ứng dụng: tìm máu nước tiểu phân Tính chất catalase Hb hay catalase 2H2 O2 2H2O + O2 ... 1.Mô tả cấu tạo hóa học, cách phân loại & tính chất Porphyrin Mô tả cấu tạo hóa học Hem Globin Trình bày, giải thích Hem Globin kết hợp Nêu tính chất hóa học vai trò quan trọng Hemoglobin thể... -Thalassemie Tính chất Hemoglobin  Kết hợp với O tạo Oxyhemoglobin (HbO2) Hb + HbO2 O2 oxyhemoglobin Hemoglobin Đây phản ứng gắn oxy hay oxygen hóa phản ứng oxy hóa ion sắt Mhóa Vtrị I M IV N Fe... carbogen (95% O + 5% Sự oxy hóa  Chất oxy hóa (nitrit, nitrat, clorat, ferricianur, Hemoglobin nitrobenzen, polyphenol, ) oxy hóa Hb tạo methemoglobin (M-Hb) M - Hb + eHb Methemoglobin  M-Hb khả