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Unidad II - Proteínas
Prof. Zulay Castillo
Universidad de OrienteNúcleo Bolívar
Escuela de Ciencias de la SaludBioquímica Médica
Son polímeros lineales de aminoácidos que forman la
masa principal de la célula y de los tejidos y tienen
funciones diversas entre las que destacan
transportadoras de compuestos hidrófobos en la
sangre, catalizadores, canales iónicos en las membranas
entre otros.
Sus características están dictadas por su secuencia lineal
de aminoácidos o estructura primaria y esta determina su
plegado e interacciones en la célula para realizar sus
funciones.
Las estructuras primarias de las proteínas se sintetizan a
partir de 20 aminoácidos dispuestos en una secuencia
lineal determinada por el código genético.
PROTEÍNAS
AMINOÁCIDOS
Son moléculas orgánicas que contienen al menos un grupo
amino (-NH2) a excepcion de prolina que contiene un grupo
imino (-NH-) y un grupo ácido (-COOH) tienen por estructura
general:
C HH2N
COOH
R
La presencia de estos dos grupos le confiere la propiedad
de ser anfóteros y siendo bifuncionales pueden formar
polímeros de longitud variable.
Los aminoácidos son anfóteros, es decir, se
comportan a la vez como ácidos y como bases
A pH 7 Los aminoácidos sin cadena lateral cargada
son zwitteriones; presentan simultáneamente una
carga positiva y una negativa.
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos alifáticos apolares: Tienen cadenas laterales
alifáticas, apolares y voluminosas en las proteínas estas
cadenas laterales se unen para formar centros hidrófobos
Aminoácidos aromáticos: se agrupan aquí los que tienen
anillo aromático y propiedades semejantes pero de
polaridades diferentes.
El es un anillo C-H con 6 miembros y 3 dobles enlaces
(Anillo bencénico).
Los sustituyentes del anillo determinan si participan en
interacciones polares o hidrófobas.
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos alifáticos polares y sin carga: tienen un
grupo amida o un grupo OH en su cadena lateral.
La asparagina y la glutamina son amidas de los aa
aspartato y glutamato.
Los grupos forman puentes de H entre ellos, con el agua y
con el esqueleto peptídico de otros compuestos polares. Se
encuentran generalmente en la superficie de proteínas
globulares hidrosolubles.
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos azufrados: En este grupo se incluyen
los aminoácidos que contienen azufre (la cisteína y la
metionina).
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos ácidos: tienen grupos ácido carboxílicos
que llevan una carga negativa a pH fisiológico
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos básicos: tienen cadenas laterales que
contienen nitrógeno que puede protonarse y cargarse
positivamente a pH fisiológico o menos.
Forman enlaces electrostáticos con grupos con carga negativa
como grupos R de aa ácidos o grupo fosfato de las
coenzimas.
CLASIFICACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos no polares
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos aromáticos
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos polares sin carga
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos polares sin carga
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos azufrados
H
SH SH
H H
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos cargados negativamente
DISOCIACIÓN DE LOS AMINOÁCIDOS
Aminoácidos cargados positivamente
Enlace amida entre el grupo α-carboxilo de un
aminoácido y el grupo α-amino de otro con
liberación de una molécula de agua formando
en esta condensación un péptido.
ENLACE PEPTÍDICO
Dipéptidos: si el n º de aminoácidos es 2.
Tripéptidos: si el n º de aminoácidos es 3.
Tetrapéptidos: si el n º de aminoácidos es 4.
Oligopéptidos: si el n º de aminoácidos es menor de
10.
Polipéptidos o cadenas polipeptídicas: si el nº de
aminoácidos es mayor de 10.
CLASIFICACIÓN DE LOS ENLACES PEPTÍDICO
SEGÚN EL NUMERO DE AMINOÁCIDOS
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Según su solubilidad
PROTEÍNA ORIGEN SOLUBLES EN:
Albúmina Animal Agua fría
Globulinas Animal Soluciones salinas
diluidas
Glutelinas Vegetal Ácidos y bases diluidas
Prolaminas Vegetal Alcoholes de escaso
peso molecular
Histonas Eucariotas Agua y ácidos diluidos
Escleroproteínas Animal Solo por degradación
CLASIFICACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS
Las proteínas son macromoléculas de estructura
tridimensional muy compleja, cada proteína tiene una
estructura nativa que es necesaria para que la proteína
realice su función.
Se han planteado 4 niveles de organización estructural
para las proteínas:
☯ Estructura primaria
☯ Estructura secundaria: α-hélice y lámina β
☯ Estructura terciaria
☯ Estructura cuaternaria
Primaria:Se refiere al esqueleto covalente y establece de
modo específico la secuencia de sus residuos de
aminoácidos. Así, denominamos estructura primaria
de una proteína a su secuencia de aminoácidos.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL
• Las proteínas homólogas tienen
secuencias y funciones semejantes
• La comparación de secuencias permite
establecer relaciones evolutivas
Mutaciones --> variaciones en la secuencia
• Los aminoácidos invariables son
importantes para la función
• Las mutaciones conservadoras son
cambios entre aminoácidos químicamente
semejantes
• Algunas mutaciones se relacionan con
enfermedades --> enfermedades
moleculares (patología molecular)
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL
Secundaria: es el plegamiento regular local entre residuos
aminoacídicos cercanos de la cadena polipeptídica.
Se adopta gracias a la formación de enlaces de hidrógeno
entre los grupos carbonilo (-CO-) y amino (-NH-) de los
carbonos involucrados en las uniones peptídicas de
aminoácidos cercanos en la cadena..
α-HÉLICE
La cadena polipetídica principal forma la estructura central, y las cadenas
laterales se extienden por fuera de la hélice.
El grupo carboxílo (CO) de un aminoácido n se une por puente
hidrógeno al grupo amino (NH) de otro aminoácido que está tres residuos
mas allá (n + 4).
De esta manera cada grupo CO y NH de la estructura central (columna
vertebral o "backbone") se encuentra unido por puente hidrógeno
ESTABILIDAD DE LA α-HÉLICE
☯Contribución principal: enlaces de hidrógeno entre grupos -CO
y NH peptídicos (cada residuo i con i+4)
Interacciones entre cadenas laterales
☯ Electrostáticas. Atractivas (estabilizadoras, entre residuos de
distinta carga)
☯Repulsivas --> desestabilizadoras (entre residuos con la misma
carga)
☯•Hidrofóbicas
LÁMINA β
Se forma por el posicionamiento paralelo de dos cadenas de
aminoácidos dentro de la misma proteína, en el que los grupos
amino de una de las cadenas forman enlaces de hidrógeno con
los grupos carboxilo de la opuesta.
☯ Cadenas paralelas. Aquellas que ambas van de grupo amino
a carboxilo
☯ Cadenas antiparalelas. Aquellas que una va de amino a
carboxilo y otra de carboxilo a amino.
ESTRUCTURAS NO REPETITIVAS
Vueltas, giros y bucles son estructuras secundarias sin
elementos repetitivos.
Representan un cambio abrupto de la dirección de la proteína
y posibilitan que la proteína tenga una estructura compacta,
suelen estar en la superficie protéica. Muchas veces
conectan segmentos de las hojas plegadas β antiparalela.
ESTRUCTURA TERCIARIA
Define el plegamiento espacial de la cadena completa e
incluye el conjunto de interacciones covalentes o de otro
tipo que gobiernan estos plegamientos.
En algunas proteínas globulares representa zonas de
plegamiento compacto llamados dominios.
FUERZAS ESTABILIZADORAS DE LA
ESTRUCTURA TERCIARIA
ESTRUCTURA CUATERNARIA
Asociación no covalente de varias cadenas
polipeptídicas
Ventajas de la asociación
• Mayor estabilidad
• Regulación alostérica
Estabilidad
• Mismo tipo de enlaces que estructura terciaria.
NIVELES DE ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL
La desnaturalización de las proteínas implica
modificaciones en modo variable de su estructura con la
consiguiente alteración o modificación de sus funciones.
Puede ocurrir por efectos físicos: calor, radiaciones
UV, altas presiones.
O por efectos químicos: ácidos, alcális, urea y sustancias
con actividad detergente.
DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
Características de las
proteínas
desnaturalizadas:
☯ Solubilidad
disminuida
☯ Disminución de la
simetría molecular
☯ Disminución de su
cristalidad
DESNATURALIZACIÓN DE LAS PROTEÍNAS
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS
El plasma consiste en
agua, electrolítos, metabolitos, nutrientes, proteinas y
hormonas, exento de células y el suero exento de células
y proteínas implicadas en coagulación de la sangre.
Las proteínas plasmáticas son en realidad una mezcla
muy compleja que incluye no sólo proteinas simples, sino
también proteínas conjugadas como glucoproteínas y
varios tipos de lipoproteinas
Las proteínas del plasma en 3 grupos principales:
albúmina, fibrinógeno y globulinas.
El valor total de las proteínas plasmáticas es de 6 a 8 g%
Albúmina 3.3 a 5.5 g/dl
Globulinas 2 a 3.5 g/dl ml.
☯ Transporte y Almacenamiento
☯ Balance de Fluidos (Agua y electrolitos)
☯ Regulación del equilibrio ácido/base
☯ Respuesta de fase aguda/Anticuerpos/Sistema
inmune/complemento
☯ Construcción y reparación de tejidos
☯ Enzimas
☯ Hormonas
☯ Coagulación
FUNCIONES DE LAS PROTEÍNAS PLASMÁTICAS
Proteína plasmática de gran
importancia fisiológica y clinica.
Compuesta por 610 aminoácidos
en una sola cadena peptídica y
posee una estructura terciaria
definida.
Es sintetizada exclusivamente
por el hígado y tiene vida media
de 10 días. Representa el 55%
del total de proteínas del plasma.
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: ALBÚMINA
☯ Reserva de proteínas en la deprivación nutricional
☯ Transporte de ácidos grasos de cadena larga y
esteroles
☯ Transporte de Bilirrubina
☯ Unión y solubilización de drogas
☯ Regulador de la presión coloidal
Funciones de la albúmina
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS
Disminución de la síntesis
☯ Malnutrición, Ayuno
☯ Malabsorción alimentaria
☯ Enfermedad hepática crónica avanzada
Distribución anormal o dilución
☯ Sobrehidratación
☯ Aumento de permeabilidad capilar como en
septicemia, quemados
Excreción anormal o degradación
☯ Síndrome nefrótico
☯ Quemados
☯ Hemorragias
☯ Enteropatías con pérdidas protéicas
Causas de la disminución de albúmina en plasma
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: GLOBULINAS
Son producidas principalmente en el hígado (80%) y en los
linfocitos (20%). Se conocen tres tipos de globulina: alfa,
beta y gamma.
Alfa-1-antitripsina Gamma-globulinas
Beta-globulina
Fracción Función
Alfa 1-antitripsina Es reactante de fase aguda. Controla la acción de
las enzimas lisosomales.
Alfa-1-glicoproteína
ácidaEs mediador en el proceso inflamatorio
Alfa-1-fetoproteína: Marcador de cáncer hepatocelular y tumores
testiculares de células germinales.
Alfa-1-lipoproteína Corresponde a la fracción HDL colesterol. Es
transportadora de lípidos.
Alfa-2-
macroglobulina
Promueve la proliferación celular.
Ceruloplasmina Transportadora de Cu. Es una catalizadora de
procesos oxidativos y reactante de fase aguda
Alfa-2-lipoproteína: Corresponde a la fracción VLDL colesterol. Tiene
relación con el metabolismo de triglicéridos, sobre
todo los de síntesis endógena.
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: GLOBULINAS α
β 1
Fracción Función
TransferrinaTransporta Fe y es capaz de unir otros iones
metálicos
Hemopexina Actúa ligando grupos Hemo
Beta-lipoproteína Corresponde con la fracción LDL colesterol.
Transporta lípidos y se relaciona con el
síndrome nefrótico y el hipotiroidismo.
C4 Reactante de fase aguda. Disminuido en
procesos auto-inmunes
β 2
Fibrinógeno Reactante de fase aguda que es un precursor
de la formación del coágulo de fibrina.
Lactógeno
placentario:
Hormona placentaria con papel estimulador
en la resistencia insulínica y la intolerancia a
hidratos de Carbono
Beta-2-
microglobulina:
Es un marcador de insuficiencia renal y se
relaciona con cuadros de Amiloidosis.
SP-1-glicoproteína: Glicoproteína Específica del Embarazo.
Utilidad como marcador de tumores
testiculares de células germinales
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: GLOBULINAS β
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: GLOBULINAS γ
Fracción Función
γ 1
Inmunoglobulina A Predomina en las secreciones mucosas. La IgA aumenta
en procesos inflamatorios, cirrosis alcohólica, hepatitis,
artritis, Lupus, TBC y otras infecciones crónicas.
Inmunoglobulina A
secretora
Aumenta en fumadores, alcoholismo, cánceres
orofaríngeos y de pulmón, procesos inflamatorios orales,
infecciones bacterianas.
Disminuye en enfermedades autoinmunes como artritis
reumatoide o Lupus, síndromes malabsortivos, entre otros
Inmunoglobulina D Aumenta en el mieloma múltiple, aunque lo hace de forma
inespecífica.
γ 2
Inmunoglobulina M
Aumenta en artritis reumatoide y lupus, brucelosis, en
linfosarcoma, cirrosis biliar primaria, enfermedades
autoinmunes, mononucleosis, paludismo, micosis.
Inmunoglobulina G
Aumenta en infecciones crónicas, hiperinmunización,
sarcoidosis, fiebre reumática, artritis reumatoide, hepatitis
crónica activa, cirrosis, mieloma múltiple IgG, SIDA.
Inmunoglobulina ESe eleva en el síndrome hiper-IgE, parasitosis, lepra,
aspergilosis bronco-pulmonar alérgica, SIDA.
Se forma en el hígado y juega un papel importante en la
coagulación de la sangre. Debido a su peso
molecular elevado, es uno de los factores que
condiciona la viscosidad sanguínea.
Involucrado directamente en el proceso de coagulación
sanguínea es el responsable de transformarse en
fibrina insoluble que constituye la armazón
fundamental del coágulo.
Tromboplastina + Ca2+ +protrombina trombina + fibrinógeno fibrina
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS: FIBRINÓGENO
Para estudiar detalladamente las proteínas se necesita
extraer las proteínas de la células y orgánulos subcelulares.
Homogeneización: Ruptura de la célula, moler el tejido en
una licuadora, homogeneizar
Se puede emplear posterior a la homogeneización:
☯ CENTRIFUGACIÓN DIFERENCIAL
☯ CENTRIFUGACIÓN DE GRADIENTE DE DENSIDAD
(Tipos: zonal e isopícnica)
SEPARACIÓN Y CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS
La separación de las partículas es en función de su
coeficiente de sedimentación (S)
Se obtienen dos fracciones: Un pellet con material
sedimentado y un sobrenadante con el material no
sedimentado
CENTRIFUGACIÓN DIFERENCIAL
Desventaja: nunca se
obtienen fracciones puras
S < S < S
pellet
Centrifugación
CENTRIFUGACIÓN EN GRADIENTE DE DENSIDAD.
☯ La densidad del medio aumenta hacia el fondo del tubo
☯ Los componentes de la muestra se dispone en diferentes bandas.
☯ No debe provocar modificaciones biológicas en la muestra
☯ No debe interactuar con el método de detección
☯ Debe ser fácil de separar de la muestra
Existen dos variantes:
Centrifugación zonal.
Centrifugación isopícnica.
En la centrifugación zonal la
muestra a analizar se deposita
en la parte superior de un
gradiente de densidades
previamente formado.
A causa de la fuerza centrífuga
las partículas se mueven a
velocidades que dependen de la
masa y sedimentan en diferentes
zonas del gradiente.
La densidad máxima del
gradiente no ha de exceder a la
de las partículas a separar.
CENTRIFUGACIÓN ZONAL.
CENTRIFUGACIÓN ISOPÍCNICA.
En este tipo de
separaciones, partículas de
una densidad en particular
se hunden durante la
centrifugación hasta que se
alcanza una posición donde
la densidad de la solución
que las rodea es
exactamente igual a la de
las partículas.
Una vez que se alcanza
este cuasi equilibrio, la
longitud de la centrifugación
ya no influye en la
migración de partículas
☯ Cromatografía: método físico de separación en el que los
compuestos a separar se distribuyen entre dos fases: la
estacionaria y la móvil, que son fluidos que pasa a través de la fase
estacionaria.
Puede ser liquida o gaseosa. Ejemplos: de intercambio iónico, de
afinidad, de exclusión molecular.
☯ Electroforesis: La electroforesis se basa en el movimiento de
partículas cargadas en un campo eléctrico, hacia un electrodo con
carga opuesta. La movilidad de las macromoléculas depende de su
carga, forma y tamaño.
MÉTODOS DE SEPARACIÓN
Método De Biuret
El reactivo de Biuret se compone de hidróxido de sodio y sulfato de cobre
(solución alcalina fuerte), el grupo amino de las proteínas reacciona con los
iones del cobre del reactivo dando el color púrpura, la cantidad del color
producido es proporcional al número de enlaces peptídicos, y por lo tanto a la
cantidad de proteína.
Una vez purificada la proteína puede ser cuantificada por los
siguientes métodos:
Metodo de Lowry:
La muestra se trata con el reactivo de Folin – Ciocalteau modificado. Si hay
proteínas presentes se produce una coloración azul debido principalmente a la
presencia de residuos de tirosina y triptofano en las proteínas que reaccionan
con ácido fosfomolíbdico tungstico en un medio cúprico alcalino.
Método De Bradford
el azúl brillante g-250 coomassie se adhiere a la proteína, el colorante se tornade rojizo a azulado y el máximo de absorción del colorante cambia de 465 a595nm. el cambio en la absorbancia a 595nm es proporcional a laconcentración de proteína en la muestra.
CUANTIFICACIÓN DE PROTEÍNAS
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Proteínas estructurales: Forman parte de células y tejidos
a los que confieren apoyo estructural. Dentro de estas
podemos citar, el colágeno y la elastina presentes en el
tejido conectivo de los vertebrados. La queratina de la
piel, pelo y uñas, la actina y la miosina, entre otras.
☯ Colágeno
☯ Elastina
☯ Queratina
☯ Sistema actina - miosina
☯ Mucoplisacárdos
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Colágeno: proteína insoluble en agua, rígida y muy
resistente a todo tipo de tensiones, es una de las
proteínas más abundantes en el cuerpo humano.
Predomina en el tejido conjuntivo.
Tejido Contenido
Hueso sin minerales 88.0
Tendón de Aquiles 86.0
Piel 71.9
Córnea 68.1
Cartílago ~ 50
Ligamentos 17.0
Aorta 12 – 24
Hígado 4.0
Contenido de colágeno en algunos tejidos humanos (g/100 g de peso seco)
La unidad esencial del colágeno está constituida por tres
cadenas de polipéptidos que aparecen entralazadas
formando una triple hélice, constituyendo una unidad
macromolecular denominada tropocolágeno.
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Elastina: Proteína insoluble de gran elasticidad es la segunda en
importancia luego del colágeno en la arquitectura del tejido
conjuntivo. Se encuentra en las paredes de vasos
sanguíneos, en los ligamentos, la piel y los cartílagos. La
elastina se forma por la interacciones entre moléculas solubles
de tropoelastina.
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Queratina: la queratina, es una proteína fibrosa y está unida
principalmente por enlaces disulfuro y por puentes de hidrógeno.
Tiene alto contenido de Cisteína (por eso los enlaces disulfuro)
La cadena polipeptídica de esta proteína se enrolla en una
hélice α.
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Sistema actina – miosina
Actina: monómero estructural de los filamentos delgados
del sarcómero, es una proteína globular de 43000-48000
Da y 375 aminoácidos que puede unir un mol de ATP y
Ca2+
Miosina: es el componente fundamental de los filamentos
gruesos del sarcómero es una proteína de 480000 Da,
muy asimétrica constituida por dos cadenas
polipeptídicas que se conocen como cadenas pesadas y
otras 4 mas pequeñas no idénticas llamadas cadenas
ligeras.
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Ca2+ Troponina inhibe a tropomiosina
Estímulo despolarización de la membrana, hidrólisis de ATP y
liberación de Ca2+ que aumenta [citosol] dispara la contracción
Cesa el estímulo el Ca2+ regresa al retículo sarcoplásmico modifica a la
troponina que cambia conformación y el músculo se relaja.
PROTEÍNAS NO PLASMÁTICAS
Estructura: Hemoproteína. Constituida por 4 grupos
hemo y 4 moléculas de globina Cada cadena es muy
similar a la mioglobina.
Función:
Transporte de O2 y CO2
entre los pulmones y los
tejidos.
Une oxígeno en los
pulmones y lo
transporta, vía sangre
arterial, a los tejidos donde
lo libera.
Une CO2 procedente del
metabolismo en los
tejidos, y lo transporta, vía
sangre venosa, a los
pulmones para ser
eliminado
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
La Hb presenta un comportamiento alostérico,
es decir depende de efectores de diversas
naturalezas para aumentar o disminuir la
afinidad de esta por el O2.
La unión del O2 al grupo hemo de las 4
subunidades de la hemoglobina ocurre de
forma cooperativa es decir la unión del primer
O2 al primer grupo hemo promueve un cambio
conformacional de la Hb aumentando su
afinidad por el O2.
EFECTORES ALOSTÉRICOS:
1. CO2
2. H+
3. 2,3-bisfosfoglicerato (2,3-BPG)
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
La Hb capta oxígeno cuando es abundante (pulmones PO2 100 mm
Hg) y lo cede cuando disminuye (capilares PO2 30 mm Hg)
La curva de unión del oxígeno a la Hb es sigmoidea:
Este comportamiento se
debe a fenómenos de
cooperatividad en la unión
de oxígeno. Cada
molécula de Hb tiene 4
lugares de unión de O2.
La unión del primer O2
produce un cambio
conformacional en la
molécula, lo que facilita la
unión de los siguientes y
viceversa
PO2 en los tejidos
PO2 en los pulmones
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
Curva de saturación basada en la pO2
Representa el comportamiento de la Hb como esta en la sangre
frente a la Hb diluida en agua. Se evidencia la efectividad de Hb en
la fijación de O2 . A elevadas pO2. en el caso de tener la presencia
de Hb diluida en sangre a bajas presiones estaria aun tan saturada
que impediria el paso de O2 a los tejidos.
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
Cuando aumenta la pCO2 disminuye la afinidad de la Hb por el
oxígeno. Una fracción del CO2 se transporta a los pulmones en forma
de bicarbonato (HCO3) y otra fracción se transporta unido
covalentemente a la hemoglobina. Aumentos en la pCO2 desplazan la
curva a la derecha por aumento de la tensión, esto se conoce como
efecto Bohr y se debe al aumento de [H+].
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
EFECTO BOHR
El CO2 que se libera de los
tejidos ingresa al GR donde
forma H2CO3 que libera H+
y los cuales se unen a la
Hb induciendo la liberación
de O2 en los tejidos.
En los pulmones el O2 se
une a la Hb protonada,
haciendo que libere H+ que
se unen al HCO3- para
formar H2CO3 que se
disocia en H+ y CO2.
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
7.6
Efecto del pH sobre la curva de saturación de oxígeno.
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
Regulación Alostérica por el 2,3-BPG
El 2,3 BPG se une a la Hb en la
cavidad central y dificulta los
cambios conformacionales que
facilitan la unión de O2 por lo
que este compuesto facilita el
paso de O2 a los tejidos donde
hay una baja pO2 (tejidos)
UN MODELO PROTÉICO: LA HEMOGLOBINA
Patologías ocasionadas por la existencia de
moléculas de Hb anormales por alteraciones en su
estructura, derivadas de mutaciones en los genes
estructurales que las codifican.
Entre las Hb normales estan A, F. Las anormales S
y M entre otros tipos.
Las enfermedades relacionadas con las
hemoglobinopatías se dividen en alteraciones
estructurales de la Hb (slteración de secuencias en
algunas de las cadenas) y talasemias (ausencia o
disminución de alguna de las globinas)
HEMOGLOBINOPATÍAS
Hb A: es la forma mayoritaria en adultos, es un tetrámero
formado por dos tipos de subunidades α y β. Realiza su
función transportadora normalmente como se ha descrito
anteriormente.
Hb F: forma predominante durante el período fetal tiene una
menor afinidad por el 2,3 BPG esta constituida por cadenas α y
γ. Persistencia de la Hb fetal es posible pero no manifiestan
síntomas en pacientes.
HEMOGLOBINAS NORMALES
Hemoglobinas M
Estas hemoglobinas se caracterizan por la presencia del
hierro del hemo en estado férrico (Fe+++) en vez de estar
en estado ferroso (Fe++). Son mutaciones que se
caracterizan casi siempre por una sustitución del
aminoácido histidina, situado en la cavidad del hemo, por la
tirosina.
La tirosina al poseer una carga negativa y al estar unida al
hierro estabiliza su forma oxidada e impide la unión
reversible al oxígeno.
HEMOGLOBINOPATÍAS
Hemoglobina S o anemia drepanocítica
Se caracteriza por una anemia hemolítica grave, que aparece a los
pocos meses de nacer cuando la Hb S reemplaza a la Hb fetal. Los
valores de Hb oscilan entre 6 y 8 gr/dl. En el frotis de sangre se
observan drepanocitos.
Se produce por la sustitución del ácido glutámico por la valina.
Al descender la pO2 la sustitución de dicho aminoácido origina que la
molécula de la hemoglobina cristalice, deformando los
hematíes, volviéndolos falciformes y rígidos, e impidiendo su tránsito
por los capilares pequeños.
HEMOGLOBINOPATÍAS
