Hemoglobin dan Mioglobin

Oleh: Kelompok 1

Fakultas Farmasi

Universitas Indonesia

Hemoglobin“heme” and “globin”

Heme adalah suatu tetrapirol siklik yang pada dasarnya planar dan sedikit mengerut, memiliki Fe2+ di bagian tengah yang berikatan dengan keempat atom nitrogen heme, dengan histidin F8, dan pada oksiMb dan oksiHb, juga dengan O2.

Globin sebagai istilah generik untuk protein globular

Hemoglobin adalah suatu metaloprotein (protein yang mengandung zat besi) tetrametrik eritrosit, mengangkut O2 ke jaringan dan mengembalikan CO2 dan proton ke paru-paru

Molekul hemoglobin terdiri dari globin, apoprotein, dan empat gugus heme, suatu molekul organik dengan satu atom besi

Hemoglobin

A. Struktur Hemoglobin

a. Hemoglobin mengandung empat subunit, yaitu : dua rantai -α dan dua rantai –β.

b. Struktur tiga dimensi rantai rantai -α dan

rantai –β serupa satu sama lain dan serupa dengan

rantai tunggal polipeptida mioglobin

c. Rantai -α memiliki 141 residu asam amino sedangkan rantai –β mengandung 146 residu asam amino

Structure of Hemoglobin

Figure 17.4

Types of Hemoglobin

Oxyhemoglobin – hemoglobin bound to oxygenOxygen loading takes place in the lungs

Deoxyhemoglobin – hemoglobin after oxygen diffuses into tissues (reduced Hb)

Carbaminohemoglobin – hemoglobin bound to carbon dioxide

Carbon dioxide loading takes place in the tissues

Transpor Oksigen oleh Hemoglobin

Dari kurva diatas menunjukkan bahwa

hemoglobin mempunyai kurva yang berbentuk

Sigmoidalis. Hemoglobin akan mengikat oksigen

di paru-paru tempat pO2 yang lebih tinggi dan

melepaskan di jaringan tempat pO2 yang rendah.

Hemoglobin bersifat tetramerik

a. Hemoglobin mempunyai struktur tetramerik

terdiri atas pasangan dua subunit polipeptida

yang berlainan

b. Komposisi utama hemoglobin adalah α2 β2 (

hemoglobin dewasa), α2 γ2 (hemoglobin janin), α2 S2 (hemoglobin sel sabit ), dan α2 δ 2 ( Hemoglobin dewasa minor )

Oksigenasi Hemoglobin Disertai oleh Perubahan Konformasi Besar

Perubahan mencolok pada struktur sekunder,

tersier, kuarterner menyertai transisi

hemoglobin dari keadaan T ( taut, tegang)

berafinitas rendah menjadi keadaan R ( relaxed,

rileks ).

HEMOGLOBINFUNCTION

Hemoglobin membebaskan O2 di jaringan dan mengangkut CO2

dan proton ke paru-paru

a. Hemoglobin membawa CO2 sebagai karbonat

yang terbentuk dengan nitrogen terminal amino

rantai polipeptida.

B . CO2 diangkut sebagai bikarbonat yang terbentuk dalam

hidrasi CO2 menjadi asam karbonat ( H2CO2)

c. Di paru-paru, O2 berikatan dengan deoksihemoglobin , kemudian proton dibebaskan dan berikatan dengan bikarbonat untuk membentuk asam bikarbonat

Life Cycle Of Red Blood Cells

Hemoglobin Mutan pada manusia

Mutasi di gen-gen yang menjadi subunit α atau

β hemoglobin berpotensi mempengaruhi fungsi

biologis hemoglobin. Keadaan dimana mutasi

menimbulkan gangguan fungsi biologis disebut

Hemoglobinopati.

Methemoglobin dan Hemoglobin Ma. Methemoglobin terbentuk dari berkurangnya

aktivitas enzim methemoglobin reduktase.

b. Hemoglobin M, Histidin F8 diganti oleh tirosin

Hemoglobin SPada HbS, asam amino nonpolar valin

menggantikan residu permukaan polar Glu6

subunit β yang berbentuk suatu bercak lengket

jadi , pada PO2 rendah , deoksi HbS dapat

mengalami polimerisasi menjadi serat panjang

yang tidak larut yang menyebabkan sel

berbentuk sabit.

Abnormal HemoglobinThalassemia

sickle–cell anemia (SCA)

MIOGLOBIN

Mioglobin, protein : globin, non protein: heme

Miogloin: suatu residu polipeptida 153-aminoasil (BM: 17.000). Sekitar 75% residu terdapat pada delapan heliks α kinan yang mengandung 7-20 residu

Mioglobin: suatu protein monomerik otot merah

Terdapat dalam jumlah yang besar dalam otot jantung manusia, dalam otot rangka, lebih-lebih pada otot mammalia yang sering menyelam jauh di kedalamam laut.

Mioglobinpengangkut O2 di jaringan otot (pigmen pernafasan)

Mioglobin menyimpan oksigen sebagai cadangan untuk menghadapi kekurangan oksigen

Mioglobin mempertahankan pasokan oksigen yang esensial untuk metabolisme oksidatif

Mioglobin mengandung heme

Heme Heme: komponen anorganik + pusat atom besi

Heme: suatu tetrapirol siklik yang terdiri dari empat molekul pirol yang disatukan oleh jembatan α-metilen

Heme berwarna merah tua → jaringan planar ikatan-ikatan rangkap yang menyerap sinar tampak

Kemampuan hemoglobin dan mioglobin mengikat oksigen tergantung pada gugus prostetik ini yang sekaligus memberi warna khas pada kedua hemeprotein tersebut

4 gugus metil, 2 gugus vinil, 2 rantai propionat

Reaksi Mioglobin mempermudah difusi oksigen

Miogblobin mengambil o2 dari hemoglobin dalam darah

O2 tinggi, mioglobin mengikat banyak oksigen

O2 rendah → Mioglobin melepas oksigen saat kekurangan O2, digunakan di mitokondria otot untuk menghasilkan ATP secara aerob

oksigenasi mioglobin Mb + O2 ↔ MbO2. (daging segar)

Oksidasi mioglobin → metmioglobin, Fe2+ teroksidasi menjadi Fe3+, menyebabkan daging kecoklatan

Diagram reaksi mioglobin

Kurva disosiasi

Dampak medisMioglobinuria/ rhabdomyolyis: kerusakan yang cepat dari

otot rangka yang mengakibatkan kebocoran ke dalam urin dari protein otot myoglobin.

Penyebab:

• otot trauma• luka bakar parah, • kokain digunakan dengan hipertermia terkait (suhu

tubuh meningkat),• aktivitas fisik ekstrem

• obat dan keracunan alkohol,• berbagai virus dan beberapa bakteri

Daftar Pustaka1. Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia

Harper. Ed. 27. Terj. dari Harper’s Illustrated Biochemistry. 27th ed, oleh Pendit BU. Jakarta: EGC, 2009: ix + 663 hlm.

2. A. L. Underwood, R. A. Day, JR. Analisis Kimia Kuantitatif. Ed 6. Terj. Dari Quantitative Analysis sitxth edition, oleh Dr. Ir. Iis Sopyan, M.Emg. Jakarta: Erlangga, 2002

3. http://tn-bb.com/rhabdomyolysis.htm diakses 23 Februari 2013

Daftar Pustaka(1) Murray RK, Granner DK, Rodwell VW. Biokimia Harper. Ed. 27.

Terj. dari Harper’s Illustrated Biochemistry. 27th ed, oleh Pendit BU. Jakarta: EGC, 2009: ix + 663 hlm.

(2) Marks DB, Marks AD, Smith CM. Biokimia Kedokteran Dasar: Sebuah Pendekatan Klinis. Terj. dari Basic Medical Biochemistry: A Clinical Approach, oleh Pendit BU. Jakarta: EGC, 2000: v + 728 hlm.

(3) 150 Blood.[internet] 2010. [diakses 22 Feb 2013]. Diambil dari: http://www.cerritos.edu/charbut/AP150/lec_otl/150%20Blood.ppt

(4) Blood.[internet] 2010. [diakses 22 Feb 2013]. Diambil dari: http://www.as.miami.edu/chemistry/2086/chap19/newchapter%2019-part1.htm