Bài Giảng Hóa Sinh Hemoglobin

09/14/15 1
HOÁ HỌC HEMOGLOBIN
HOÁ HỌC HEMOGLOBIN
MỤC TIÊU:
-
MÔ TẢ ĐƯỢC CẤU TẠO CỦA HEMOGLOBIN
-
TRÌNH BÀY ĐƯỢC TÍNH CHẤT CỦA
HEMOGLOBIN
09/14/15 2
ĐẠI CƯƠNG
ĐẠI CƯƠNG

Hemoglobin (Hb) là protein t p: là chromoprotein có nhóm ngo i Hemạ ạ

Hemoglobin g m ồ 4 chu i polypeptidỗ liên k t v i ế ớ 4 Hem

Hem g m ồ Porphyrin liên k t v i ế ớ S t (Feắ
++)
qua 4 N c a 4 vòng pyrolủ
09/14/15 3
I. CẤU TẠO CỦA PORPHYRIN VÀ HEM
I. CẤU TẠO CỦA PORPHYRIN VÀ HEM

PORPHYRIN = PORPHIN + G C H U CỐ Ữ Ơ CÁC V TRÍ 1, 8Ở Ị …
–
Porphin: 4 vòng pyrol được liên kết qua 4 cầu nối
Methenyl (-CH=)

N

N

N

NH

H

N

1

2

3

4

5

6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

I

II

III

IV


09/14/15 4
–
GỐC HỮU CƠ TRÊN CÁC VỊ TRÍ TỪ 1, . . . ,8
CỦA PORPHYRIN
Gäúc Kyï hiãûu Cäng thæïc


Methyl M - CH
3

Ethyl E - CH
2
- CH
3

Hydroxy ethyl EOH - CH
2
- CH
2
OH

Vinyl V - CH = CH
2

Acid acetic A - CH
2
- COOH

Acid propionic P - CH
2
- CH
2
- COOH
09/14/15 5
II. MỘT SỐ DẠNG PORPHYRIN
II. MỘT SỐ DẠNG PORPHYRIN


UROPORPHYRIN
P A
A P
A
P
A
P
A
P
A
P
P
A
P
A
UROPORPHYRIN I UROPORPHYRIN III
09/14/15 6
•


COPROPORPHYRIN
COPROPORPHYRIN
P M
M P
P
M
M
P
P M

M P
M
P
M
P
COPROPORPHYRIN I COPROPORPHYRIN III
09/14/15 7
• PROTOPORPHYRIN

P M
M V
M
P
M
V
PROTOPORPHYRIN IX

09/14/15 8
M V
M
V
MP
P
M
Fe
++
HEM = Protoporphyrin IX + Fe
++
III. CẤU TẠO HEM
III. CẤU TẠO HEM

09/14/15 9
IV. CẤU TẠO GLOBIN
IV. CẤU TẠO GLOBIN

Globin g m ồ 4 chu i polypeptidỗ
Ng i bình th ng, tr ng thành, d ng ph bi n nh t là:ườ ườ ưở ạ ổ ế ấ
–
2 chuỗI β, mỗi chuỗi gồm 146 acid amin
–
2 chuỗi α, mỗi chuỗi gồm 141 acid amin
Các acid amin thay đổi theo theo tuổi, loài, các trường hợp bệnh lý
09/14/15 10
CẤU TẠO CHUỖI
CẤU TẠO CHUỖI
β
β
09/14/15 11
CHUỖI GLOBIN CỦA Hb NGƯỜI
CHUỖI GLOBIN CỦA Hb NGƯỜI
BÌNH THƯỜNG
BÌNH THƯỜNG

HbA1: Hb ng i tr ng thành g m 2 chu i ườ ưở ồ ỗ
α
và 2 chu I ỗ
β
(
α
2
β

2)

HbA2: Hb ng i tr ng thành g m 2 chu i ườ ưở ồ ỗ
α
và 2 chu i ỗ
δ
(
α
2
δ
2)

HbF: Hb bào thai g m 2 chu i ồ ỗ
α
và 2 chu i ỗ
γ
(
α
2
γ
2)
- ChuỗI α gồm 141 acid amin
- ChuỗI β, γ, δ gồm 146 acid amin, chỉ khác nhau một số acid amin trên vị trí xoắn
09/14/15 12
Sự khác nhau của các A. Amin trên
Sự khác nhau của các A. Amin trên
đoạn xoắn F của chuỗi polypeptid
đoạn xoắn F của chuỗi polypeptid
Vị trí xoắn F
1

F
2
F
3
F
4
HbA
1
chuỗi β
Phe Ala Thr Leu
HbA
2
chuỗi δ
Phe Ser Glu Leu
HbF chuỗi γ
Phe Ala Glu Leu
09/14/15 13
Sự khác nhau của các A. Amin trên
Sự khác nhau của các A. Amin trên
đoạn xoắn F của chuỗi polypeptid
đoạn xoắn F của chuỗi polypeptid


của
của


Hb bệnh lý
Hb bệnh lý
Vị

trí F
F
1
F
1
F
3
F
4
F
5
F
6
F
7
F
8
F
9
HbA Phe Ala Thr Leu Ser Glu Leu His Cys
HbS Phe Ala Thr Leu Ser Val Leu His Cys
HbC Phe Ala Thr Leu Ser Lys Leu His Cys
09/14/15 14
HỒNG CẦU BÌNH THƯỜNG VÀ BỆNH LÝ
HỒNG CẦU BÌNH THƯỜNG VÀ BỆNH LÝ
09/14/15 15
V.CẤU TẠO CỦA HEMOGLOBIN
V.CẤU TẠO CỦA HEMOGLOBIN

M i ỗ Hem g m 4 n vồ đơ ị liên k t v i nhau: ế ớ

–
Một đơn vị gồm 1 Hem liên kết với 1 chuỗi Polypeptid
–
Fe++ của Hem liên kết phối trí với Nitơ của nhân Imidazol trong His của chuỗi polypeptid
–
Khi chưa liên kết với Oxy, Hb liên kết với 2,3-Diphosphoglycerat (DPG). DPG làm giảm ái lực
của Hb với Oxy làm cho Hb nhả Oxy dễ dàng ở mao mạch
Hb – DPG + 4O
2
 Hb(O
2
) + DPG
09/14/15 16
Hb liên kết với 2,3-Diphosphoglycerat
Hb liên kết với 2,3-Diphosphoglycerat


09/14/15 17
Liên kết giữa Hem và Globin
Liên kết giữa Hem và Globin
N
NH
CH
2
Fe
N
N
N
GLOBIN
++

N
09/14/15 18
CẤU TẠO CỦA Hb
CẤU TẠO CỦA Hb
Cấu tạo của một tiểu đơn vị của Hb
tertiary structure
09/14/15 19
CẤU TẠO CỦA Hb (tiếp theo)
CẤU TẠO CỦA Hb (tiếp theo)
C u t o Hb g m 4 ti u n vấ ạ ồ ể đơ ị
09/14/15 20
VI. TÍNH CHẤT CỦA Hb
VI. TÍNH CHẤT CỦA Hb

1.K t h p v i Oxy t o Oxyhemoglobinế ợ ớ ạ
Hb + 4O2

Hb(O2)4
Ph n ng k t h p hay nh ng Oả ứ ế ợ ườ 2 c a Hb ph thu c ủ ụ ộ áp su t riêng ph n c a Oấ ầ ủ 2 (PO2)
- ph iỞ ổ , PO2 trong không khí là 13KPa (1 mmHg = 0,133 KPa)

Oxy k t h p v I Hb,ế ợ ớ 96% Hb
b o hoà Oả 2,
- t ch cỞ ổ ứ ví d c POụ ở ơ 2 còn 1,5 Kpa, Oxy c gi i phóngđượ ả cho c ơ

máu v tim b o hoà ch ề độ ả ỉ
còn 64%
09/14/15 21
09/14/15 22
1.Kết hợp với Oxy tạo Oxyhemoglobin (TT)

1.Kết hợp với Oxy tạo Oxyhemoglobin (TT)

C u hình T và R c a Hb và s tham gia c a Hấ ủ ự ủ
+
- Cấu hình T là dạng căng khi Hb không gắn O
2
-Cấu hình R là dạng dãn khi Hb gắn O
2
Sự thay đổi cấu hình là do sự hợp tác của các tiểu đơn vị khi Hb có gắn O
2
. Áp lực của O
2
lớn
nên dạng R nhiều hơn dạng T khoảng 150-300 lần.
-H+ cũng tham dự sự kết hợp Hb với O
2
qua hiệu ứng Bohr:
HHb + O
2
 Hb(O
2
)
4
+ H+
Dạng T chuyển thành R kèm theo sự phân ly H+
09/14/15 23
2.Sự kết hợp vớI CO
2.Sự kết hợp vớI CO
2
2


T o ạ Carbohemoglobin qua nhóm amin (-NH2) t do c a các chu i globin t o d n xu t ự ủ ỗ ạ ẫ ấ
carbamat
R - NH
2
+ CO
2
 R - NH – COOH
Phản ứng này thuận nghịch và phụ thuộc vào áp suất riêng phần của CO
2
và của O
2
(hiệu ứng
Bohr)
mô H+
HbO
2
+ H+ + CO
2
 Hb + O
2
phổi CO
2
09/14/15 24
3.Sự kết hợp vớI CO
3.Sự kết hợp vớI CO

Hb k t h p v i CO t o thành ế ợ ớ ạ Carboxyhemoglobin r t b n v ng nên Hb m t kh n ng ấ ề ữ ấ ả ă
v n chuy n Oậ ể 2.
CO có ái l c v i Hb g p ự ớ ấ 210 l n so v I Oầ ớ 2

Hb + 4CO

Hb(CO)4
i u tr ng c CO, ng i ta dùng h n h p khí g m Đ ề ị ộ độ ườ ỗ ợ ồ 95% Oxy và 5% CO2
09/14/15 25
4.Sự oxy hoá Hb
4.Sự oxy hoá Hb

Hb b oxy hoá t o thành ị ạ methemoglobin (MetHb) do các ch t oxy hoá: nitrit, clorat, ấ
fericyanur
Hb

MetHb + e
( Fe
++


Fe
+++
+ e )
MetHb có nhi u trong c th gây ng c vì không có kh n ng v n chuy n Oxyề ơ ể ộ độ ả ă ậ ể
C th có ơ ể enzym diaphorase kh MetHb thành Hb gi i cử để ả độ
Xanh methylen và Vit C c ng có kh n ng khũ ả ă ử