Hemoglobina: Estrutura e Função

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BIOQUÍMICA 
HEMOGLOBINA 
Sua função principal é transportar o oxigênio dos pulmões para todos os tecidos do corpo. Ao 
mesmo tempo, também transporta parte do dióxido de carbono dos tecidos para os pulmões. 
Estrutura da hemoglobina 
HbA --- Hb adulto  é formada basicamente por uma estrutura quaternária de 4 subunidades. 
É uma proteína globular com uma estrutura quaternária, além de ser um tetrâmero, pode ser 
formada por dois dímeros (α1; β1; α2; β2). 
 
 
Estrutura de 1 subunidade 
 O Fe2+ é envolvido pelo o anel protoporfirínico, que é formado por 4 anéis pirrólicos. Cada 
anel possui 1 nitrogênio. Essa ligação é feita para estabilizar essa valência de 2+ para 
continuar sempre estável com o íon ferroso. Assim, esse ferro liga-se ao O2, e a outra 
ligação é feita com a histidina. 
 Cada grupo heme carrega uma molécula de oxigênio. 
 
Obs: a hemoglobina é formada por 4 subunidades, cada subunidade carrega 1 oxigênio. 
Logo, cada hemoglobina carregará 4 oxigênios. 
 
 O resíduo e histidina faz ligação entre o grupo prostético heme e a cadeia polipeptídica. A 
hemoglobina é uma proteína globular dissolvida em um meio hidrofílico, portanto, mantém 
seus resíduos R de aminoácidos polares para fora. 
 
A hemoglobina possui duas formas que serão modificadas de acordo com a interação das 
suas subunidades 
 
 
α1; β1; α2; β2  São ligados por ligações 
fortes, mas entre eles há uma relação: a 
ligação é mais fraca e sofre mudanças de 
acordo com o estado da hemoglobina. 
OBS: quando o oxigênio liga-se ao ferro, ele irá provocar o deslocamento do ferro na molécula, 
o que irá acarretar em uma mudança na estrutura quaternária da hemoglobina. 
 
FORMA TENSA (T)  *CLIMA TENSO* A hemoglobina possui baixa afinidade com o oxigênio, 
logo, ela não ligará tão facilmente o oxigênio que encontra-se no alvéolo, por exemplo. 
 
FORMA RELAXADA  Alta afinidade com o oxigênio. 
 
Cooperação positiva  A ligação de uma molécula de O2 a um grupo heme, aumenta a 
afinidade das ligações das outras moléculas. A ligação da 4 molécula e 300X mais fácil que a 
da primeira. Esse fenômeno, só ocorre com proteínas que apresentam mais de uma 
subunidade. 
OBS.: Quando a hemoglobina que encontra-se na forma tensa chega ao pulmão, encontrará 
dificuldade para se ligar ao primeiro oxigênio, pois esta ligação em uma das subunidades é mais 
dificultada. Porém, quando a primeira subunidade se liga ao oxigênio, facilita as outras 
subunidades se ligarem e irem para a forma relaxada. Esse fenômeno é denominado 
cooperação 
 
 
 
ANEMIA FALCIFORME 
É uma doença homozigota recessiva. Está relacionada com a qualidade da hemoglobina, e 
consequentemente, interfere no transporte de O2 ocasionando a anemia. 
A HbA possui uma célula que produz RNAm, que se dirige ao ribossomo e produz cadeia β da 
hemoglobina. Nessa cadeia há muitos resíduos de aminoácidos, porém, o 6º resíduo é o 
glutamato. Este é um aminoácido polar formado no código genético por GTC. 
Na anemia falciforme, existe uma mutação pontual no código genético e, por consequência, 
interfere na síntese do 6º aminoácido. 
 
CURVA DE OXIGENAÇÃO 
POR QUE A CURVA É SIGMOIDE? Devido a interação cooperativa das subunidades quando se 
ligam ao oxigênio. Uma subunidade influencia na outra. Quando mais oxigênio se liga, mais fácil 
as outras moléculas se ligarão. 
 
SITUAÇÃO HIPOTÉTICA: Se um indivíduo estiver em uma região em que a pressão de oxigênio é 
de apenas 80%, a saturação continua sendo sigmoide devido a cooperação. 
 
Por que há liberação de oxigênio nos tecidos? 
- Capta o oxigênio de alta pressão parcial para liberá-lo onde há baixa pressão parcial; 
- O grupo heme transporta o oxigênio a caminho da glicose para gerar CO2 e depois realizar o 
caminho inverso; 
- A liberação de oxigênio nos tecidos é facilitada pela presença dos efetores alostéricos. 
 
 
 97% PRESSÃO PARCIAL MAIS BAIXA 
 
EFETORES ALOSTÉRICOS 
HBo2 + HbX + O2 
 
A hemoglobina sai do pulmão com oxigênio encontrando-se na forma R. Logo, encontra efetor 
alostérico que se liga a hemoglobina fazendo com que haja liberação de oxigênio. 
Os efetores estabilizam na forma T e essa estabilização é responsável pela liberação de O2. 
 
QUEM SÃO OS EFETORES? *fatores que interferem na ligação do oxigênio* 
1. Dependência do PH [H+] – efeito Bohr 
2. Ligação de CO2 
3. Ligação da BPG (2,3-bifosfoglicerato) 
4. Ligação do CO (monóxido de carbono) 
 
OBS.: PARA A MESMA PRESSÃO PARCIAL DE O2, HÁ MAIOR LIBERAÇÃO DE O2. ISSO É 
MUITO IMPORTANTE PARA O MÚSCULO. 
 
1- Dependência do PH [H+] – efeito Bohr 
 Quanto menor for o pH, menor será a afinidade do oxigênio pela hemoglobina. 
 Íons H+ “competem” com a molécula de oxigênio. 
 A liberação do oxigênio da hemoglobina é aumentada quando o pH é diminuído ou 
quando a hemoglobina está em presença parcial de CO2. 
PULMÃO TECIDO 
 
 
2- Ligação de CO2 
A hemoglobina libera seu O2 , capta CO2 e libera mais O2. 
 
 
 
3- Ligação da BPG 
 Liga-se preferencialmente a desoxi-hemoglobina, acarretando na predominância da 
forma desoxigenada da hemoglobina, pois diminui a interação do O com os grupos 
hemes. 
 Papel fisiológico: aumentar a liberação de oxigênio nos tecidos extrapulmonares, onde 
a pressão do oxigênio é baixa. 
 
 
 
 
 
TECIDO: PH MAIS BAIXO 
PULMÃO: PH MAIS ALTO 
OBS: A diferença de pH entre os 
pulmões (pH maior – menos ácido) e 
os tecidos (ph menor – mais ácido) 
contribui para a descarga de O2 nos 
tecidos periféricos e a recarga de O2 
nos pulmões. 
4- Ligação do CO (monóxido de carbono) 
Faz o contrário: liga-se a hemoglobina e estabilizando-a fortemente na forma R impedindo-a de 
liberar O2. Desloca a curva para o outro lado. Por consequência, causa a morte por intoxicação 
devido as baixas concentrações de oxigênio. 
 
 
INFORMAÇÃO IMPORTANTE!!! 
 
HIPOTETICAMENTE: Se a histidina for substituída pela glicina, por exemplo, não haverá 
cooperação, pois o ferro liga-se a globina através da histidina proximal e é responsável por 
carregar uma molécula de oxigênio através de uma ligação fraca com histidina distal 
(oxihemoglobina). Logo, essa substituição interfere na cooperação, pois as moléculas e O2 não 
se ligarão em suas respectivas subunidades.