Estrutura e Função da Hemoglobina

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Bioquímica
Hemoglobina
 
Qual a importância da
 Hemoglobina?
 
Hemoglobina
-Seres humanos adultos - Hb A
Apresenta estrutura terciária semelhante a mioglobina
- Estrutura quaternária
Estabilizada por ligações não covalentes
Estas são mais numerosas entre subunidades α/β
 
Hemoglobina
 
Hemoglobina
- As interfaces sofrem alterações
Durante a oxigenação
Durante a desoxigenação
 Mioglobina
 
Grupo prostético
- O Oxigênio se liga no grupo Heme
- O Fe ligado permanece no estado ferroso Fe2+
Proteínas como citocromo e catalase contêm heme
 
Grupo prostético
- O grupo heme na hemoglobina
Localizado em uma cavidade hidrofóbica
Os aminoácidos apolares estabelecem relação 
com o anel porfirínico
O íon de ferro fica no centro com 6 ligações
- 4 átomos de Nitrogênio
- Cadeia polipeptídica (resíduo Histidina)
Histidina terminal – His 87
- Reversivelmente à uma molécula de O2
Este ambiente apolar permite que as ligações com ferro 
ocorra sem que o Fe2+ (estado ferroso) seja oxidado ao 
estado férrico Fe3+ .
 
Grupo Heme
 
 
- A ligação do O2 ao Fe2+ desloca o ferro para o 
plano do anel porfirínico 
Tornando mais achatado e deslocando a 
His87
 Estrutura 3D da Desoxi-Hb
 Estrutura 3D da Oxi-Hb
 
Ligação do Oxigênio na hemoglobina
- A ligação da hemoglobina ao O2 ocorre 
cooperativamente
- A ligação do oxigênio implica em mudanças 
conformacionais nas demais subunidades
- Sucessivamente ocorre aumento da afinidade por O2
- Cooperatividade
- A ligação da quarta molécula de oxigênio ocorre com 
afinidade 300 vezes maior que a primeira
 
Curva de saturação com Oxigênio da Hemoglobina 
e Mioglobina no sangue
Hemoglobina
Mioglobina
Tecidos Pulmões
 
Carbo-hemoglobina
-O heme livre tem maior afinidade com o CO
- 20.000 vezes maior que com o O2
- Devido a presença da histidina distal (His 64), a afinidade 
do heme pelo CO cai para 200 vezes
Histidina distal Histidina distal
“Telado” formado
pela Histidina distal
“Telado” formado
pela Histidina distal
 
Fatores que interferem na ligação com o Oxigênio
- Compostos que diminuem a afinidade da Hb por O2
- Ligação com BPG
2,3-bisfosfoglicerato
Sintetizado a partir de 1,3-bisfosfoglicerato
Intermediário da glicólise
 Liga-se preferencialmente a desoxi-Hb
Ligação da BPG na desoxi Hb
 
Efeito da ligação da BPG 
Com BPG
Sem BPG
Sa
tu
ra
çã
o
 
Efeito da ligação da BPG 
Papel fisiológico
- Aumentar a liberação de oxigênio nos tecidos 
extrapulmonares em condições de baixa pO2
- Aumento no nível da BPG
Condições de Hipóxia tissular
Anemia
Altas altitudes
Mecanismo de compensação da 
disponibilidade de O2
Efeito da ligação da BPG 
 
- Aumento da temperatura – 37 a 41oC
Diminui afinidade da Hb por O2
Permite maior disponibilidade de O2
Maior demanda de energia
Aumento do metabolismo celular
Efeito da temperatura
 
Efeito Bohr
- A ligação do oxigênio à hemoglobina depende do pH
Curva de 
dissociação da Hb: 
Efeito do pH na 
dissociação de O2-
Os íons de H+ e 
ligam a desoxi-Hb
Importância no 
controle do pH
 
 
O efeito Bohr permite 
o transporte de O2/ 
CO2
- Manutenção do pH plasmático
 
Hemoglobina fetal - mamíferos
- HbF difere da HbA
- Cadeia γ no lugar das subunidades β – α2β2
HbF tem maior 
afinidade por O2
 
Hemoglobinas anormais
- Hemoglobinopatias
Existem muitas anomalias hereditárias
- Alterações na estrutura
- Diminuição na síntese das cadeias polipep.
Mutações:
Podem substituir aminoácidos das cadeias
Normalmente alterações de aminoácidos na superfície 
são inócuas
Exceção para HbS → anemia falsiforme
Portadores de HbS são resistentes a forma letal de 
malária
 
Hemoglobinas anormais
HbM – meta-hemoglobina
Ferro do grupo heme no estado férrico (Fe3+)
Não se liga ao Oxigênio
Resultante da reação com agentes oxidantes 
ou mutações