HÓA HỌC HEMOGLOBIN Bài giảng Đối tượng giảng: Lớp D3 & CT2 ThS. Trần Thò Tường Linh 1.Mô tả được cấu tạo hóa học, cách phân loại & tính chất của Porphyrin 2. Mô tả được cấu tạo hóa học của Hem và Globin 3. Trình bày, giải thích được sự kết hợp giữa Hem và Globin. 4. Nêu được tính chất hóa học và vai trò quan trọng của Hemoglobin trong cơ thể MỤC TIÊU Cromoprotein Protein phức tạp có nhóm ngoại là chất màu - Cromoprotein với nhóm ngoại không chứa nhân porphyrin. Flavoprotein : nhóm ngoại chứa riboflavin Feritin : nhóm ngoại chứa Fe Hemocyamin : nhóm ngoại chứa Cu - Cromoprotein với nhóm ngoại chứa nhân porphyrin (porphyrinoprotein) Hemoglobin : sắc tố đỏ của hồng cầu. Myoglobin: sắc tố hô hấp trong tb cơ Clorophyl: diệp lục tố Cytocrom : tham gia phản ứng oxy hóa khử trong chuỗi hô hấp tb Catalase :tham gia phản ứng oxy hóa khử sinh học ĐẠI CƯƠNG ĐẠI CƯƠNG Porphin: - 4 vòng pyrol liên kết qua 4 cầu nối methylen (- CH=). - Các vòng pyrol được đánh số I, II, III và IV (chiều kim đồng hồ) - Các cầu nối methylen được ký hiệu , , ,  . -Vò trí của các nhóm thế trên khung phân tử được đánh số 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 và 8. Porphyrin Cấu tạo hóa học: Nhân porphin + nhóm thế Cấu trúc nhân porphin Vòng pyrol CH CHCH CH NH NH NH N NH N CH CH HC HC HC HC HC CHHC CH I II III IV CH CH (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) Porphin     NH N NH N 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 I II III IV Porphin (dạng viết tắt) Nhóm thế Tên gốc Công thức Ký hiệu Metyl -CH 3 M Etyl -CH 2 - CH 3 E Hydroxyetyl -CH 2 - CH 2 - OH E -OH Vinyl -CH= CH 2 V Acetyl -CH 2 - COOH A Propionyl -CH 2 - CH 2 - COOH P Porphyrin Là nhân porphin được gắn thêm các nhóm thế Một số dẫn xuất porphyrin thường gặp trong tự nhiên NH N NH N M V M M P V P M Protoporphyrin IX (III) N NH HN N P P P P M M M M Coproporphyrin I N NH HN N M P M M P P P M Coproporphyrin III Một số dẫn xuất porphyrin thường gặp trong tự nhiên N NH HN N A P P A A P P A Uroporphyrin I A P A A P P A N N NH HN Uroporphyrin III M E- OH M M P E- OH P M N NH HN N Hematoporphyrin Tính chất - Có màu , có phổ hấp thu đặc trưng - Độ tan phụ thuộc số lượng nhóm carboxyl thế. Ví dụ: Uroporphyrin có 8 nhóm carboxyl nên tan rất tốt trong nước Protoporphyrin có 2 nhóm carboxyl nên ít tan trong nước, tan nhiều trong lipid. - Dễ tạo phức với ion kim loại Metaloprotein Hemoglobin, myoglobin, cytocrom, catalase: porphyrin + Fe 2+ . Clorophyl: porphyrin + Mg 2+ - Tính kiềm yếu (N của nhân pyrol) và tính acid (-COOH ở mạch nhánh). Điểm đẳng điện: 3 - 4,5. Porphyrin HEMOGLOBIN (Hb) - Huyết cầu tố hay huyết sắc tố, ký hiệu: Hb - Cromoprotein (porphyrinoprotein), màu đỏ, có / hồng cầu động vật cao cấp. - Kết tinh dưới dạng những tinh thể khác nhau tùy theo loài động vật - Hồng cầu người chứa 32% Hb (15g/ 100 ml máu). Đại cương [...]... -Thalassemie - Đột biến/ tổng hợp chuỗi , gây bệnh thiếu máu - Xảy ra chủ yếu ở vùng Đòa trung hải Tính chất của Hemoglobin  Kết hợp với O2 tạo Oxyhemoglobin (HbO2) Hb + HbO2 O2 oxyhemoglobin Hemoglobin Đây là phản ứng gắn oxy hay sự oxygen hóa chứ không phải là phản ứng oxy hóa vì ion sắt vẫn còn hóa trò 2 M V I M M N IV N Fe N N P II V III N P M GLOBIN O2 N Kết hợp với O2 Liên kết phối trí giữa His E7... (mỗi tiểu đơn vò gồm 1 chuỗi polypeptid + 1 hem) Sự kết hợp giữa Hem và Globin tạo Hemoglobin M V I M M N IV N Fe N N P II P V HEM M GLOBIN HEM GLOBIN III N HEM N HEM Sự kết hợp giữa Hem và Globin tạo Hemoglobin Cấu trúc bậc 4 của Hemoglobin Sự kết hợp giữa Hem và Globin tạo Hemoglobin Cấu trúc bậc 4 của Hemoglobin Các loại Hemoglobin - Globin quyết đònh đặc tính chủng loại của Hb - Các globin khác nhau... (CO) - tạo thành carboxyhemoglobin (HbCO) rất bền vững, không còn khả năng vận chuyển oxygen Hb + CO HbCO Carboxyhemoglobin - CO gắn vào Hb tại vò trí giống oxy, nhưng có ái lực với Hb mạnh hơn O2 gấp 210 lần, nên có thể đẩy O2 ra khỏi HbO2 dễ dàng: HbO2 + CO HbCO - HbCO gây ngộ độc nặng Điều trò: hỗn hợp khí carbogen (95% O2 + 5% CO2) + O2 Sự oxy hóa Hemoglobin  Chất oxy hóa (nitrit, nitrat, clorat,... trình thoái hóa glucid - Có khả năng kết hợp và làm bền vững cấu hình T của phân tử DeoxyHemoglobin, giảm khả năng kết hợp với oxy, kích thích giải phóng oxy ở các tổ chức -Vò trí kết hợp: khe hỡ giữa 2 chuỗi , trung tâm phân tử deoxyhemoglobin Các yếu tố ảnh hưởng sự kết hợp giữa Hb với O2  Chất điều hòa 2,3-diphosphoglycerat (2,3 – DPG) Sự kết hợp của 2,3 - diphosphoglycerat (2,3-DPG) với hemoglobin. .. oxy hóa Hb tạo methemoglobin (M-Hb) Hb M - Hb + e- Methemoglobin  M-Hb không có khả năng gắn O 2 nên không còn chức năng hô hấp  M-Hb cao (> 1,5%) gây ngộ độc, ngạt thở, da tím tái vì thiếu oxy mô (hội chứng cyanose)  enzym diaphorase/cơ thể khử M-Hb thành Hb  Điều trò: tiêm các chất khử mạnh (xanh metylen, vitamin C )  Bình thường Met Hb < 2% Met Hb tăng trong: - Ngộ độc bởi các chất oxy hóa. ..Cấu tạo Hb - Protein thuần: Globin - Nhóm ngoại: Hem Hem Ù- Nhân protoporphyrin IX + sắt hóa trò II (Fe2+) - Fe2+ ở trung tâm nối với 4 N của bốn vòng pyrol qua 4 lk nằm trên mặt phẳng (2 lk cộng hóa trò và 2 lk phối trí) V M N M N Fe M N N P V M P HEM Hem - Hem bò oxy hóa thành hematin (Fe2+ biến thành Fe3+) - Hematin kết tinh dạng muối tinh thể clorhydrat đặc biệt (tinh thể Hemin... carbon dioxid (CO2) Kết hợp trực tiếp Qua nhóm amin (-NH2) tự do của 4 chuỗi polypeptid trong globin tạo thành dẫn xuất carbaminoyl.(Carbohemoglobin): R - NH2 Globin + CO2 R - NH - COOH Carbohemoglobin Ở mô: pCO2 cao (46mmHg) phản ứng xảy ra theo chiều thuận, carbohemoglobin được tạo thành theo máu đến phổi Ở phổi: pCO2 thấp (36mmHg), phản ứng xảy ra theo chiều nghòch , phân ly giải phóng CO2 và đào... Hb gắn được bốn phân tử O 2 - 1g Hb gắn được 1,34 ml oxygen  Cấu hình không gắn oxy (Deoxyhemoglobin): - dạng căng hay trạng thái T (Tense) - Có ái lực yếu đối với oxy - Dimer  tương tác với nhau qua hệ thống liên kết hydro và ion - Bền vững nhờ sự hình thành các cầu muối giữa các chuỗi  Cấu hình gắn oxy (Oxyhemoglobin): - Dạng dãn hay trạng thái R (Relax) - Có ái lực mạnh đối với oxy - Liên kết... các a.a khác nhau làm thay đổi cấu trúc và tính chất của Hb Hemoglobin bình thường - Hb G (Gower) 2 2 , (bào thai) - Hb P (Porland) 2 2 (bào thai) - Hb F (Fetal): α2 2 (trẻ sơ sinh) - Hb A1 (Adult): α2 2 (người trưởng thành) - Hb A2 (2,5% tổng số Hb): 2 2 (người trưởng thành) Các loại này chỉ khác nhau ở đoạn xoắn F của globin Các loại Hemoglobin Chuỗi Polypeptid/ Hb Vò trí xoắn F1 HbA () HbA2... Sự khác nhau về thành phần aa của HbA, HbA2, HbF tại các đoạn xoắn Hemoglobin bất thường (bệnh lý) Nguyên nhân Sự thay đổi thành phần và thứ tự của các aa trong phân tử globin Ảnh hưởng - thay đổi độ tan và độ bền vững của Hb - ảnh hưởng đến ái lực của Hb đối với oxy cũng như sự vận chuyển oxy đến các tổ chức Hb bất thường gây bệnh lý Hemoglobin bất thường (bệnh lý) Hb S (2A 2S ) Glutamat ở vò trí . HÓA HỌC HEMOGLOBIN Bài giảng Đối tượng giảng: Lớp D3 & CT2 ThS. Trần Thò Tường Linh 1.Mô tả được cấu tạo hóa học, cách phân loại. tạo hóa học của Hem và Globin 3. Trình bày, giải thích được sự kết hợp giữa Hem và Globin. 4. Nêu được tính chất hóa học và vai trò quan trọng của Hemoglobin