Báo cáo : hemoglobin và myoglobin  - GVHD: TS Trần Bích Lam SV: Nguyễn Thò Ngọc Sương 60502425 Diệp Thò Hồng Nhung 60501784 Đoàn Ngọc Hải Đăng 60500596 Châu Huệ Tuyền 60503388 Võ Nữ Quỳnh Như 60501995 Nguyễn Ngọc Hiếu 60500873 Tp Hồ Chí Minh- Tháng 11 / 2006 1 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin  Mô tả cấu tạo của HEM (vẽ hình).  Phân tích cấu tạo của GLOBIN.  Phân tích sự kết hợp của HEM và GLOBIN.  Hiểu vai trò của Hb trong việc vận chuyển các khí.  Phân tích sự kết hợp thuận nghịch của HEMOGLOBIN (Hb) với oxy (O2) và carbon dioxyd (CO2).  Mô tả tính chất kết hợp của Hb với oxyd carbon (CO).  Nêu tên 3 chất oxy hóa Hb thành Met-Hb.  Nêu tính chất enzym của Hb.  Myoglobin I. HEMOGLOBIN 1. Giới thiệu 2. Cấu tạo hoá học 2.1. Cấu tạo của hem 2.2. Cấu tạo của globin 2.3. Sự liên kết giữa hem và globin hay cấu trúc phân tử hemoglobin 3. Chức năng sinh học của hemoglobin 4. Tính chất của hemoglobin II. MYOGLOBIN 1. Giới thiệu 2. Cấu tạo hóa học 3. Chức năng sinh học 4. Tính chất 2 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin I. Hemoglobin 1.Giới thiệu Một trong những chức năng chính của máu là vận chuyển oxy. Oxy trong không khí được hít vào phổi, từ phổi được vận chuyển theo dòng máu để đến các mô. Ở các mô máu nhận CO 2 , sản phẩm của quá trình chuyển hoá, đem trở lại phổi để thải ra ngoài. Trung bình mỗi ngày qua nhiều vòng tuần hoàn, máu vận chuyển được khoảng 600 lit oxy phổi đến các mô. Khả năng vận chuyển máu lớn như vậy nhưng lượng oxy hoà tan lại rất ít, 100 ml máu chỉ hoà tan trực tiếp được 39 ml oxy trong khi đó 100ml máu ở động mạch phổi chứa đến 20 ml oxy, vậy hơn 19 ml oxi được vận chuyển như thế nào? Theo cơ chế nào? Ta sẽ xem xét cấu tạo hoá học của chất vận chuyển khí quan trong máu: Hemoglobin • Là huyết cầu tố (kí hiệu Hb) • Là một porphyrinoprotein gồm một protein thuần GLOBIN và các nhóm ngoại HEM • Hồng cầu người: 32% Hb Hb ở trong hồng cầu, được hồng cầu bảo vệ. • Mỗi sinh vật có một loại Hb khác nhau, tuỳ thuộc vào nhóm globin • Mỗi hồng cầu có 640 triệu phân tử Hb hình 1: myoglobin và hemoglobin 2.Cấu tạo hoá học Protein thuần: globin Nhóm ngoại: Hem 2.1.Cấu tạo của hem:  Là protoporphyrin IX gắn với 1 nguyên tử Fe 2+ bằng 2 nối cộng hóa trị và 2 nối phối trí. Fe 2+  HEM porphyrin: 4 vòng pyrol Protoporphyrin 8 nhóm thế (M, V, M,V,M,P,P,M) 3 Hemoglobin Myoglobin Báo cáo : hemoglobin và myoglobin N Fe NN M V M V MP P M N Hình 2: hem  Khi Hem bị oxy hóa: HEM HEMATIN HEMIN (tím) Fe+2 Fe+3 (tinh thể Teichman) Fe N N N N OH Fe N N N N Cl 2.2.Cấu tạo của globin: • Cấu trúc bậc I: Chuỗi α H2N  COOH (141 aa) β H2N  COOH (146 aa) • Cấu trúc bậc II: 70% các aa chuỗi α & β tạo thành nhiều đoạn xoắn α A B C D A B B C C D • Cấu trúc bậc III: các chuỗi α & β gấp khúc. B Đoạn không xoắn A A  Gọi tên các aa trên chuỗi polypeptid bằng thứ tự của chúng trên đoạn xoắn Td: Asp G1 His E7; His F8  Để xác định sự khác biệt giữa các Hb, người ta phải xác định thứ tự các aa trong cấu trúc bậc I của Globin. 4 Hinh 3: Cấu trúc bậc hai, bậc ba của globin với các vòng xoắn alpha Báo cáo : hemoglobin và myoglobin HbA & HbS: trên chuỗi β: Glu (6) ở HbA bị thế bởi Val (HbS) HbA & HbC: trên chuỗi β: Glu (6) ở HbA bị thế bởi Lys (HbC) → Pauling coi đó là biểu hiện của bệnh lý phân tử. Mẫu tự A, B, C  Ký hiệu Hb: nơi tìm ra…  1961, Gerand & Ingram: ký hiệu theo chuỗi polypeptid Td: HbA: α2Aβ2A HbS: α2Aβ2S ↔ α2Aβ26glu→val HbC: α2Aβ2C ↔ α2Aβ26glu→lys Sickle Cell Mutation +O 2 -O 2 +O 2 -O 2 5' α 1 α 2 ζ 3' Chromosome 16 5' 3' Chromosome 11 ε γ γ δ β G A α α β β CCT GAG GAG -Pro-Glu-Glu- 5 6 7 CCT GTG GAG -Pro-Val-Glu- 5 6 7 β A β S Normal (HbA) Abnormal (HbS) * 5 OXY-STATE DEOXY-STATE Báo cáo : hemoglobin và myoglobin 2.3.Sự liên kết giữa hem và globin hay cấu trúc phân tử hemoglobin: Mỗi chuỗi polypeptid của GLOBIN kết hợp với một HEM qua 2 liên kết phối trí giữa Fe +2 và N của nhân Imidazol của aa histidin E7 & F8 tạo thành 1 bán đơn vị của phân tử Hb. (His xa) N N Fe N N HIS (E7) HIS (F8) N N Fe N N O=O HIS (F8)  Nguyên tử Fe gồm 6 liên kết: - 2 liên kết cộng hóa trị - 4 liên kết phối trí  Khi kết hợp oxy, nguyên tử Fe vẫn hóa trị 2 → đây là phản ứng gắn oxy chứ không phải là sự oxy hóa. N N Fe N N O 2 N HIS HIS N N Fe N N NN HIS HIS N GLOBIN M V M V M P P M Fe N N NN N O 2 GLOBIN M V M V M P P M Fe N N N NN N Hình 4:Bán đơn vị Hb tự do và kết hợp oxy 6 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin • HEMOGLOBIN:  Protein hình cầu, đường kính 5,5 nm.  Gồm 4 bán đơn vị giống nhau từng đôi một.  Mỗi bán đơn vị: 1 Hem và 1 chuỗi polypeptid. Trọng lượng phân tử: ≈ 17.000 Da.  Khoảng cách giữa các Hem/Hb ≈ 2,5nm.  Fe+2 trong Hb ≈ 0,34%. α globin β globin β globin α globi n 7 Hình 5:Bán đơn vị của Hb Hình 6: Phân tử Hb hoàn chỉnh Báo cáo : hemoglobin và myoglobin TỔNG HỢP GLOBIN: • Những loại globin khác nhau kết hợp với hem để tạo thành các Hb khác nhau • Những gen mã hóa các chuỗi globin:  b, g, d và e nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể 11  a và z nằm trên nhánh ngắn nhiễm sắc thể 16 8 Hình 7: Các chuỗi alpha & beta Các chuỗi alpha & beta Hình 7: Các chuỗi alpha & beta Các chuỗi alpha & beta Hình 7: Tổng hợp Hemoglobin Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Globin bắt đầu được tổng hợp từ tuần thứ 3 của thai kỳ • Phôi Hemoglobin Gower I ( z2e2) Hemoglobin Portland ( z2g2) Hemoglobin Gower II (a2e2) • Thai : HbF (a2g2), HbA (a2b2) • Người lớn : HbA, HbA2 ( a2d2), HbF. Bảng 1: Thành phần hemoglobin của người lớn 9 Túi noãn hoàn Gan Latch tuỷ xương Sau sinh (tuần)sinhtuổi thai (tuần) Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Hb A Hb A2 Hb F Cấu trúc a2b2 a2d2 a2g2 % 95 - 97 % 2 - 3.5 % 1 - 2 % 3.Chức năng sinh học của hemoglobin: • Vận chuyển oxy đến mô • Phản ứng giữa Hb & oxygen: • Sự gắn oxy – không phải phản ứng oxy hóa. • Một Hb có thể gắn 4 phân tử O2. • Sự gắn oxy đòi hỏi ít hơn 0.01 giây. • Chịu ảnh hưởng của một số chất: 2,3-DPG (2,3-Diphosphoglycerate)… 4.Tính chất của hemoglobin: 4.1.Kết hợp thuận nghịch với oxy tạo oxyhemoglobin. Hb + O 2 = HbO 2 Đỏ thẫm Đỏ tươi - Sự kết hợp và phân ly giữa O2 và Hb được xác định bởi phân áp oxygen ở môi trường chung quanh Hb. Ở phổi: phân áp O2 cao → 95-98% Hb kết hợp oxy → theo máu đến mô. Ở mô: phân áp O2 thấp (40mmHg) phản ứng xảy ra theo chiều nghịch, HbO2 phân ly, nhả O2 cho mô →chức năng của Hb trong hô hấp. Đường cong phân ly oxy –hemoglobin: • Sự kết hợp và phân ly giữa O2 và Hb được xác định bởi phân áp oxy (pO2) • Có dạng Sigma • Việc gắn oxy vào hem thứ nhất làm dễ dàng gắn oxy vào hem thứ 2 • P 50 (phân áp O2 cần thiết để 50% Hb bão hòa với O2) 26.8mmHg 10 [...]... nhau:  Myoglobin (Mb) và Hemoglobin (Hb) đều là những sắc tố có khả năng vận chuyển oxy  Myoglobin và Hemoglobin đều có cấu tạo gồm nhóm ngoại là nhóm Heme và phân tử Globin Cấu tạo nhóm Heme của Myoglobin và Hemoglobin giống nhau Khác nhau:  Hemoglobin chỉ có chủ yếu ở trong máu, tủy xương (những nơi có hồng cầu phát triển), còn Myoglobin có nhiều ở trong cơ  Một phân tử Myoglobin chỉ gồm một đơn... (Fe2+) Cacboxymyoglobin (bền, đỏ) Oxy hoá Ferohemocrom (Fe2+,GD) (Hồng) nhiệt pH CO o t , pH các chất khử Mb(Fe2+) Myoglobin (Đỏ tía) chất khử (glucoza) Sunfomyoglobin (xanh) Pocphirin tự do, bò oxy hoá (nâu, vàng, không màu) MbNO(Fe2+) Nitrozomyoglobin (ít bền, đỏ) O2 O2 Nitrit MbO2(Fe3+) Oxymyoglobin (Đỏ rực) chất oxy hoá MMb(Fe3+) Metmyoglobin (nâu) nitrit MMbNO Nitrozometmyoglobin Cholemyoglobin (xanh... phải là bốn đơn vị như Hemoglobin Phân tử Globin của Myoglobin do 153 gốc acid amin tạo nên, trong đó 121 gốc tham gia vào cấu trúc xoắn a, gồm 8 phần, mỗi phần chứa từ 7-26 gốc  Myoglobin là protein có cấu trúc bậc 3 tiêu biểu Nhóm Heme gắn với Globin ở gốc Histidin có số thứ tự 93 Hemoglobin có cấu trúc bậc bốn Hình : Cấu trúc bậc ba của Myoglobin 14 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Hình 2: Cấu... • Giảm hemoglobin trong hồng cầu do bất kỳ bất thường nào trong bất kỳ thành phần nào của Hb đều dẫn đến tình trạng thiếu máu (anaemia) Từ đó làm thiếu oxy cung cấp cho mơ 13 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin II .MYOGLOBIN 1.Giới thiệu: Là protein có cấu trúc bậc ba điển hình, sắc tố chủ yếu của cơ (thịt ĐV) 2 Cấu tạo hóa học: So sánh giống và khác của hemoglobin và myoglobin: Giống nhau:  Myoglobin. .. THAY ĐỔI MÀU SẮC CỦA THỊT: 15 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Loài Thòt heo Lượng Myoglobin( mg/g) 2 Màu Thòt cừu 6 Đỏ nhạt Thòt bò 8 Đỏ anh đào Hồng b) Theo tuổi: Loài(theo tuổi) Thòt bê Thòt bê (non) Thòt bò(non) Thòt bò(già) Lượng myoglobin( mg/g) 2 4 8 18 c) Theo loại cơ: Loại cơ Cơ vận động Cơ trụ đỡ Lượng myoglobin 12 mg/g 6 mg/g 3 Chức năng sinh học:  Myoglobin giải phóng oxi khi p02 ở mức thấp... Fe2+, Globin biến tính, màu hồng (cá thu hộp, thòt heo) 17 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Cacboxymyoglobin và Cacboxyferrohemochrom có màu đỏ, thường tạo ra khi xử lí thịt bằng khí quyển có chứa Cacbon oxyt, nhất là khi nướng thịt trong lò khí có chứa Cacbon oxyt hoặc khi hun khói ở nhiệt độ cao nitrit 18 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin MbdCO (Fe2+,GD) Cacboxyferohemocrom (bền, đỏ ) Quang phân... Fe3+ tạo nên Metmyoglobin (MMb) có màu nâu Khi ngun tử Fe ở trạng thái Fe3+ thì phân tử Mb khơng có khả năng kết hợp với oxy nữa 16 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Desoxymyoglobin Fe2+(đỏ tía) P.ư cộng Oxy Oxymyoglobin Fe2+(đỏ tươi) Oxy hóa Oxy hóa Khử Metmyoglobin Fe3+(màu nâu) Khử Màu sắc của thịt tươi là do tỉ lệ của 3 chất trên qui định Khi quan sát ta có thể thấy bên ngồi thịt có màu đỏ tươi... lactic 4.Tính chất của Myoglobin : Desoxymioglobin là sắc tố bẩm sinh của thịt làm cho thịt có màu đỏ tía, trong đó Fe có hóa trị II Myoglobin (Mb) khi mang oxy tạo thành Oxymyoglobin (MbO2) có màu đỏ rực MbO2 là chất dự trữ oxy cho cơ, trong đó Fe có hóa trị II Màu của MbO2 có thể nhận thấy rõ trên bề mặt thịt tươi Mb và MbO2 khi bị oxy hóa thì Fe2+ chuyển thành Fe3+ tạo nên Metmyoglobin (MMb) có màu... và có tác dụng như kho dự trữ oxi ở trong cơ  Oxy gắn với myoglobin chặt hơn rất nhiều và chỉ giải phóng ra khi pO2 rất thấp, chính vì vậy myoglobin là sắc tố có lợi nhất trong q trình hoạt động tích cực khi mà oxy từ máu khơng đủ đi đến các cơ Khi hoạt động pO2 giảm xuống đến 0 và oxy tách ra khỏi myoglobin, sự hơ hấp ưa khí vẫn tiếp tục Myoglobin góp phần đáng kể vào hoạt động của cơ trong 1 thờI... Hb2H+ 12 Báo cáo : hemoglobin và myoglobin → đến phổi: H+ được giảI phóng + HCO3- ⇒ H2CO3 H2CO3 H2O + CO2 CA 4.3.Kết hợp với Oxyd carbon (CO): tạo carbon monoxyd Hb (HbCO) rất bền vững  CO có ái lực với Hb gấp 210 lần so với oxy  CO có thể đẩy O2 ra khỏi HbO2 Hb + CO HbCO HbO2 + CO HbCO + O2  Trong trường hợp ngộ độc CO, người ta phải giữ tốt khí cho bệnh nhân 4.4.Oxy hóa Hb tạo Methemoglobin (MetHb): . khác của hemoglobin và myoglobin: Giống nhau:  Myoglobin (Mb) và Hemoglobin (Hb) đều là những sắc tố có khả năng vận chuyển oxy  Myoglobin và Hemoglobin. Tổng hợp Hemoglobin Báo cáo : hemoglobin và myoglobin Globin bắt đầu được tổng hợp từ tuần thứ 3 của thai kỳ • Phôi Hemoglobin Gower I ( z2e2) Hemoglobin