Hemoglobin va myoglobin

Báo cáo : hemoglobin và myoglobin

-
GVHD: TS Trần Bích Lam
SV: Nguyễn Thò Ngọc Sương 60502425
Diệp Thò Hồng Nhung 60501784
Đoàn Ngọc Hải Đăng 60500596
Châu Huệ Tuyền 60503388
Võ Nữ Quỳnh Như 60501995
Nguyễn Ngọc Hiếu 60500873
Tp Hồ Chí Minh- Tháng 11 / 2006
1
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
 Mô tả cấu tạo của HEM (vẽ hình).
 Phân tích cấu tạo của GLOBIN.
 Phân tích sự kết hợp của HEM và GLOBIN.
 Hiểu vai trò của Hb trong việc vận chuyển các khí.
 Phân tích sự kết hợp thuận nghịch của HEMOGLOBIN (Hb) với oxy (O2) và carbon
dioxyd (CO2).
 Mô tả tính chất kết hợp của Hb với oxyd carbon (CO).
 Nêu tên 3 chất oxy hóa Hb thành Met-Hb.
 Nêu tính chất enzym của Hb.
 Myoglobin
I. HEMOGLOBIN
1. Giới thiệu
2. Cấu tạo hoá học
2.1. Cấu tạo của hem
2.2. Cấu tạo của globin
2.3. Sự liên kết giữa hem và globin hay cấu
trúc phân tử hemoglobin
3. Chức năng sinh học của hemoglobin

4. Tính chất của hemoglobin

II. MYOGLOBIN
1. Giới thiệu
2. Cấu tạo hóa học
3. Chức năng sinh học
4. Tính chất
2
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
I. Hemoglobin
1.Giới thiệu
Một trong những chức năng chính của máu là vận chuyển oxy. Oxy trong không khí được hít vào
phổi, từ phổi được vận chuyển theo dòng máu để đến các mô. Ở các mô máu nhận CO
2
, sản phẩm
của quá trình chuyển hoá, đem trở lại phổi để thải ra ngoài. Trung bình mỗi ngày qua nhiều vòng
tuần hoàn, máu vận chuyển được khoảng 600 lit oxy phổi đến các mô. Khả năng vận chuyển máu
lớn như vậy nhưng lượng oxy hoà tan lại rất ít, 100 ml máu chỉ hoà tan trực tiếp được 39 ml oxy
trong khi đó 100ml máu ở động mạch phổi chứa đến 20 ml oxy, vậy hơn 19 ml oxi được vận
chuyển như thế nào? Theo cơ chế nào? Ta sẽ xem xét cấu tạo hoá học của chất vận chuyển khí
quan trong máu: Hemoglobin
• 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
hình 1: myoglobin và hemoglobin

2.Cấu tạo hoá học
Protein thuần: globin

Nhóm ngoại: Hem
2.1.Cấu tạo của hem:
 Là protoporphyrin IX gắn với 1 nguyên tử Fe
2+
bằng 2 nối cộng hóa trị và 2 nối phối trí.
Fe
2+
 HEM porphyrin: 4 vòng pyrol
Protoporphyrin
8 nhóm thế (M, V, M,V,M,P,P,M)
3
Hemoglobin
Myoglobin
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin

N
Fe NN
M V
M
V
MP
P
M
N
Hình 2: hem
 Khi Hem bị oxy hóa:
HEM HEMATIN HEMIN (tím)
Fe+2 Fe+3 (tinh thể Teichman)

Fe

N
N
N
N
OH
Fe
N
N
N
N
Cl
2.2.Cấu tạo của globin:
• Cấu trúc bậc I:
Chuỗi α H2N  COOH (141 aa)
β H2N  COOH (146 aa)
• Cấu trúc bậc II:
70% các aa chuỗi α & β tạo thành nhiều đoạn xoắn α

A B C D
A B B C C D
• Cấu trúc bậc III: các chuỗi α & β gấp khúc.

B
Đoạn không xoắn
A A
 Gọi tên các aa trên chuỗi polypeptid bằng thứ tự của chúng trên đoạn xoắn
Td: Asp G1
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.

4
Hinh 3: Cấu trúc bậc hai, bậc
ba của globin với các vòng
xoắn alpha
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
HbA & HbS: trên chuỗi β: Glu (6) ở HbA bị thế bởi Val (HbS)
HbA & HbC: trên chuỗi β: Glu (6) ở HbA bị thế bởi Lys (HbC)
→ Pauling coi đó là biểu hiện của bệnh lý phân tử.
Mẫu tự A, B, C
 Ký hiệu Hb:
nơi tìm ra…
 1961, Gerand & Ingram: ký hiệu theo chuỗi polypeptid
Td: HbA: α2Aβ2A
HbS: α2Aβ2S ↔ α2Aβ26glu→val
HbC: α2Aβ2C ↔ α2Aβ26glu→lys
Sickle Cell Mutation
+O
2
-O
2
+O
2
-O
2
5'
α
1
α
2
ζ

3'
Chromosome 16
5' 3'
Chromosome 11
ε γ γ
δ β
G A
α α
β β
CCT GAG GAG
-Pro-Glu-Glu-
5 6 7
CCT GTG GAG
-Pro-Val-Glu-
5 6 7
β
A
β
S
Normal (HbA) Abnormal (HbS)
*
5
OXY-STATE DEOXY-STATE
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
2.3.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 xa)

N
N
Fe
N
N
HIS (E7)
HIS (F8)
N
N
Fe
N
N
O=O
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
N Fe N
N
O
2
N
HIS HIS
N
N Fe N
N
NN

HIS HIS
N

GLOBIN
M
V
M
V
M
P
P
M
Fe
N
N
NN
N
O
2
GLOBIN
M
V
M
V
M
P
P
M
Fe
N

N
N
NN
N

Hình 4:Bán đơn vị Hb tự do và kết hợp oxy
6
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
• 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%.
α globin β globin
β globin
α globi
n
7
Hình 5:Bán đơn vị của Hb
Hình 6:

Phân tử Hb hoàn chỉnh
Báo cáo : hemoglobin và myoglobin
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
8
Hình 7:
Các chuỗi alpha & beta
Các chuỗi alpha & beta
Hình 7:
Các chuỗi alpha & beta
Các chuỗi alpha & beta
Hình 7:

Tổng hợp Hemoglobin