HEMOGLOBİN ve MİYOGLOBİN

Oksijenin taşınmasında ve depolanmasında globinlerin rolü

Hemoglobin ve Miyoglobin hayvanlarda sırasıyla, oksijen taşınması ve depolanmasında görev alan proteinlerdir. Hayvanlar yaşamak için hücrelerine oksijen pompalamak ve metabolizma sonucu oluşan artık ürünleri de (ör. CO2) dışarı atmak zorundadırlar. Dokular arasında difüzyon ile taşınma hızı yeterince yüksek değildir. Böcekler hariç tüm hayvanlar kan (atardamarlar) yoluyla dokulara oksijen taşır ve CO2’yi yine aynı yolla  (toplardamarlarla) dışarı atar. Kanda oksijen taşıma görevi, değişik canlılarda farklı tipleri bulunan oksijen taşıyıcı proteinler tarafından sağlanır. Bu proteinler ya bazı omurgasızlarda olduğu gibi kanda çözünmüş  olarak bulunur, ya da insan eritrositlerinde olduğu gibi belli hücrelerde yoğunlaşır.


Tüm omurgalılarda oksijen taşıyıcı protein HEMOGLOBİN, oksijen depolayıcı protein MİYOGLOBİN’dir. Her ikisi de küresel proteindir.Ortak yapısal motife sahiptirler.

Miyoglobin monomerik, hemoglobin oligomerik (tetramerik) proteindir.



MİYOGLOBİN

Kas dokusunda bulunur. Oksijen bağlayarak depo eder. Yoğun kas aktivitesi sırasında gerekli olan oksijeni mitokondrilere aktarır. En çok iskelet ve kalp kasında bulunur. Suda çok derinlere dalan fok ve balinaların total kas proteininin %8’i miyoglobindir.

Alfa-Sarmal bölgelerince zengin tek zincirli bir polipeptittir.
%80’i 8 adet a-sarmalından  (A-H) oluşur:



Hem grubu molekülün apolar özellikteki iç kısmına (F ve E sarmalları arasındaki cebe) yerleşmiştir.  Bu cep apolar amino asitlerle çevrilidir. Bunlardan 2 tane histidin kalıntısının çok özel fonksiyonları vardır:

PROKSİMAL HİSTİDİN : Doğrudan HEM’in demirine bağlıdır.

DİSTAL HİSTİDİN : HEM ile doğrudan etkileşmez. Oksijenin +2 değerlikli demire bağlanmasını stabilize eder. Böylece Fe+2 çok az okside olarak oksijenin geri dönüşümlü bağlanması sağlanır.

Hemoglobin kırmızı kan hücrelerinde (eritrositler) yer alan oksijen taşıyıcı proteindir. Omurgalıların hemoglobini her biri bir molekül oksijen bağlayan birer hem grubu içeren ikişer alt birimden (toplam 4 altbirimden) oluşur. Erişkin insanlardaki hemoglobinin büyük bir kısmı  2 a 2 b altbirimi içeren Hemoglobin A (HbA)’dır. Ayrıca %2  oranında Hemoglobin A2 (HbA2) (2a+2d zinciri içerir) bulunur.

Hamileliğin başlangıcında fetusta ilk olarak a ve b zincirlerine benzeyen z (zeta) ve e (epsilon) zincirleri sentezlenir.

Gelişim sürecinde Fetal Hemoglobin (HbF) oluşur. HbF fetal yaşamın 2/3’sinde baskındır. Hemoglobinin anne karnından oksijen alabilecek özellikte olmasını sağlar. Doğumdan kısa bir süre önce başlayan d zincirlerinin senteziyle yetişkinlerde %2 oranında HbA2 oluşur.

Hemoglobinin b altbirimi ile miyoglobin arasında büyük benzerlik vardır. Amino asit dizileri farklı olmakla beraber yapılarındaki bu benzerlik 24 amino asidin ortak olmasından kaynaklanır. (Buradan farklı amino asit dizilerinin benzer 3 boyutlu yapılar ortaya koyduğunu ve benzer işlevler yürüttüğünü görüyoruz.) Bu ortak 24 amino asit, 3 boyutlu yapının ortaya konulmasında ve fonksiyonda doğrudan iş görmektedir

Hemoglobindeki alt birimler kendi aralarında moleküler etkileşimler kurarlar. Ayrıca bazı spesifik ve küçük moleküller fonksiyonda etkili olur. Yapıya bağlanarak aktivasyona veya inhibisyona yol açarlar. Bu tür ilişkiler hemoglobine oksijenin yanısıra CO, CO2 ve protonları da bağlayarak taşıma özelliği kazandırır.



Hemoglobine CO2 bağlanması

Metabolizma sırasında oluşan CO2’nin çoğu suyla birleşerek bikarbonat iyonu oluşturur. Ancak bir kısmı hemoglobinin yüksüz a-amino gruplarına bağlanarak taşınır:

Hb-NH2  + CO2 -------  HbNHCOO-  +  H+

Hemoglobine CO bağlanması

Hemoglobindeki Fe atomuna  karbon monoksit (CO) bağlanırsa: Karbonmonooksihemoglobin (HbCO) oluşur.Dokulara O2 taşıma yeteneği azalır.

(CO zehirlenmesinin temeli !)

Hemoglobinin CO’ne olan ilgisi O2’ne olan ilgisinden 220 kat fazla! Onun için ortamdaki çok küçük miktardaki CO bile kanda toksik konsantrasyonda HbCO oluşmasına neden olur.

%60’ın üzerinde HbCO ÖLDÜRÜCÜDÜR !!!

CO zehirlenmelerinde O2 tedavisi uygulanır.

AMİNO ASİT DİZİSİNDE MUTASYONEL DEĞİŞİMLER

Ele alınan bir (tür) organizmanın içerdiği bir proteinin amino asit dizisi o türün tüm bireylerinde aynıdır.

Örneğin, Hemoglobin tüm sağlıklı insanlarda aynı amino asit dizisine ve konformasyona sahiptir.

ANCAK: Bazen gen düzeyinde oluşan bir mutasyonla 1 veya 2 amino asitin yerine farklı amino asitler geçebilir.

NORMAL bireydeki hemoglobin ile ORAK HÜCRELİ ANEMİ HASTASI bir bireydeki hemoglobin arasında sadece tek bir amino asit bakımından farklılık vardır:

beta zincirinin 6. amino asidi

Normal bireylerde Glutamik asit

Hasta bireylerde Valin’dir.

Hemoglobin ve miyoglobinin yapısın da gördüğümüz gibi proteinler protein olmayan bir kısım içerebilirler.

Yorum Yaz
Arkadaşların Burada !
Arkadaşların Burada !