Describir funciones no cataliticas de las proteinas de

�Describir funciones no cataliticas de las proteinas de las �Comprender el funcionamiento proteinas con union reversible a ligandos (Hb y Mb) �Comprender el funcionamiento de las interacciones proteicas mediadas por energia (Actina y Miosina)

Las funciones de muchas proteinas involucran la union reversible con otras moleculas. Ligando: Cualquier molecula unida reversiblemente a una proteina

Un ligando puede ser cualquier tipo de molecula incluyendo otra proteina. La naturaleza transitoria de las interacciones proteina-ligando son criticas para la vida. Permiten a un organismo responder rapida y reversiblemente a circunstancias metabolicas y ambientales cambiantes.

Sitio de union: Una misma proteina puede tener varios sitios de union para diferentes ligandos. Estas interacciones moleculares especificas son cruciales para el mantenimiento del alto grado de orden necesario en un sistema vivo

Hemoglobina y Mioglobina, Proteinas captadoras de oxigeno.

�Ambas son miembros de una familia de proteínas denominadas colectivamente globinas (Globulares) �Estas desempeñan funciones especiales en uno de los aspectos mas importantes del metabolismo animal: la adquisición y utilización del oxigeno.

Metabolismo aerobio: Se debe asegurar un aporte constante de O 2 a sus células y la eliminación de los productos de desecho (CO 2). � Se capta el O 2 por los pulmones o las branquias, se bombea en la sangre a través de las arterias hasta los tejidos. � El CO 2 vuelve a la sangre venosa y se libera � Las prot transportadoras de O 2 pueden estar disueltas en la sangre o concentradas en células especializadas. � Eritrocitos: contienen unos 300 millones de moléculas de Hb

Algunos tejidos, como el mm, necesitan reservas de oxigeno elevadas durante periodos de altas demandas energeticas. � � La Mb es utilizada para almacenar este oxigeno en musculo En la Mb una sola cadena polipeptídica se pliega sobre un grupo prostetico (HEMO), que contiene el lugar de unión del oxigeno.

� La Hb es una proteína tetramerica. Constituida por 4 cadenas polipeptidicas, cada una de ellas muy similares a la Mb � Los 8 segmentos helicoidales de las globinas se denominan de la A a H

�El hierro esta quelado por un sistema de anillo tetrapirrolico: protoporfirina IX. � Las porfirinas son intensamente coloreadas: de ahí se explica el color rojo intenso de la sangre � HEMO: es el complejo formado por la protoporfirina IX con el Fe (II). Fe: Esta unido de forma no covalente en una hendidura hidrófoba en la molécula de Mb o de Hb

� � � La protoporfirina IX está formada por cuatro grupos pirrólicos. Los cuatro pirroles están unidos por medio de puentes meteno para formar un anillo tetrapirrólico. A este anillo están enlazados cuatro metilos, dos vinilos y dos cadenas laterales de propionato.

� � Fuera del ambiente celular el hierro se oxida lentamente formando lo que se denomina metamioglobina. Cuando se produce esta oxidación el lugar de unión se inactiva. La protección de un metal que une oxigeno frente a la oxidación irreversible es la razón fundamental de la existencia de la mioglobina y la hemoglobina. El hemo esta adaptado para contener una molécula de O 2, también acepta algunas otras moléculas pequeñas.

La mas importante de ellas desde el punto de vista fisiológico es el monóxido de carbono. El CO se fija a la mioglobina y a la hemoglobina con mucha mayor afinidad que el oxigeno. El CO es un gas muy toxico ocupa los lugares de unión del oxigeno y bloquea la respiración.

La biosíntesis implica: a) La formación de un anillo pirrólico La condensación de b) 4 grupos pirrólicos para dar un tetrapirrol cíclico c) Las modificaciones de la cadena lateral y las oxidaciones del anillo. - En el ser humano el eritrocito se autodestruye (120 días). Se libera: Aminoácidos Hierro (se reutilizan) Bilirrubina (se excreta) Pirrol

• Biliverdina: vuelve a la medula ósea • La bilirrubina se solubiliza por conjugación con 2 moléculas de acido glucuronico. • el diglucuronido de bilirrubina se segrega a la bilis y se excreta a través del intestino.

Con base a la secuencia de aminoácidos existen 4 cadenas polipeptidas de hb normales en el hombre que se designa como ά, β, γ, δ. La principal hemoglobina del feto hemoglobina fetal (Hb. F) que esta compuesta por dos cadenas alfa y dos gamma, se sustituye poco después del nacimiento por hemoglobina adulto (Hb. A). Hay dos tipos de hemoglobina normal en el adulto Hb. A 1 (alfa 2 beta 2) Hb. A 2 (alfa 2 delta 2). forma mucho mas rara En el adulto alrededor del 96% de la hemoglobina es Hb. A 1 , E 2% Hb. A 2 E 2% restante es Hb. F. del

�La hemoglobina de los vertebrados esta formada por dos tipos de cadenas, denominada ά y β. �La molécula de hemoglobina contienen 2 cadenas de cada tipo, se le llama tetrámero ά 2β 2, las cadena están colocadas en un posición tetraédrica.

� La oxigenación hace que se modifique la estructura cuaternaria de la hemoglobina � Un par ά/β rota y se desliza con respecto a la otra. � La hemoglobina es poseedora de 2 estados de estructura cuaternaria � la forma desoxi � la forma oxi es la que tiene mayor afinidad por el oxigeno. � El paso al estado oxi es la que explica la cooperatividad de la unión.

La liberación de CO 2 por parte de los tejidos que respiran reduce la afinidad de la hemoglobina el oxigeno en dos formas. por Parte del CO 2 se convierte en bicarbonato liberando protones que contribuyen al efecto Bohr, parte de este bicarbonato se transporta fuera de los eritrocitos y se lleva disuelto en el tampón. El efecto Bohr (1904 por el fisiólogo danés Christian Bohr) El aumento de los niveles de dióxido de carbono lleva a una disminución del p. H, lo que conduce finalmente a una disminución de la afinidad por el oxígeno de la hemoglobina.

Una parte reacciona directamente con la hemoglobina, uniéndose a los grupos amino N- terminales de las cadenas para formar carbamatos: N NH 3 + HCO 3 = N---COO +H + H 20 Esta reacción de carbamacion permite a la hemoglobina facilitar el transporte de CO 2 a los pulmones.

En los pulmones: � La [O 2 ] elevada de favorece la oxigenación �Forma OXI de la molécula �Por tanto, se reduce la estabilidad de los Nterminales carbamados y se expulsa CO 2. En la circulación arterial, en capilares: � p. H menor �Elevado [CO 2] �Forma DESOXI �Facilita la liberación de O 2 y la unión de CO 2.

Otro efector importante actúa en periodos de tiempo mas largos para permitir a los organismos como el ser humano, adaptarse a los cambios graduales de la disponibilidad de oxigeno. Al igual que los efectos producidos por el H+ y el CO 2, la unión del BPG actúa reduciendo la afinidad de la hemoglobina por el O 2.

Formas Fisiológicas de la Hemoglobina Desoxihemoglobina (estado T): hemoglobina descargada de oxígeno. Oxihemoglobina (estado R): Representa la hemoglobina que se encuentra unida al oxígeno normalmente ( Hb+O 2) dando el aspecto rojo o escarlata intenso característico de la sangre arterial.

Carboxihemoglobina: Hemoglobina resultante de la unión con el CO 2, este presenta una afinidad 200 veces mayor que el Oxígeno por la Hb desplazándolo fácilmente. Carbaminohemoglobina: Se refiere a la hemoglobina unida al CO. Hemoglobina glucosilada: resulta de la unión de la Hb con carbohidratos libres unidos a cadenas carbonadas con funciones ácidas en el carbono 3 y 4.

Metahemoglobinemia: Metahemoglobina: Hemoglobina con grupo hemo con hierro en estado fèrrico, Fe (III). Una clase de variantes denominadas hemoglobinas M tienden a oxidase con facilidad para dar metahemoglobina, que no puede unirse al oxigeno. Los individuos que portan esta mutación presentan dificultades par el transporte de oxigeno suficiente a los tejidos.

Anemia falciforme: Hemoglobina S: Hemoglobina alterada genéticamente presente en la anemia de células falciformes. Los individuos heredan el alelo de la Hb. S de ambos padres. Enfermedad genetica causada por la variante “Hb. S”, por una sola sustitucion de aa: (GLu 6 por Val 6) en cada cadena de Hb.

Anemia falciforme: El cambio produce un parche hidrofobico que hace que las moleculas de Hb. S al desoxigenarse pierden su solubilidad y se agreguen en haces de fibras. � � � Los eritrocitos se encuentran en menor cantidad de lo normal Se encuentran muchas celulas inmaduras en circulacion Los eritrocitos tienen forma anormal: alargados, en forma de luna creciente (hoz)

ά talasemia: las talasemias que afectan la cadena alfa presentan una situación más complicada. Hay dos copias del gen (ά 1 ά 2 ) una junta a la otra en el cromosoma humano sus cadenas ά 1 ά 2 difieren en un tan solo aminoácido.

Los individuos afectados por el trastorno nacen invariablemente muertos ya que solamente pueden formar la hemoglobina γ 4 y puesto que la producción de estas cadenas disminuye al aproximarse al momento del nacimiento no disponen de la hemoglobina suficiente para mantener laconcentracion necesaria de Hb fetal.