Lista 4 - H e m o g l o b i n a – P o r t r e t b i a ł k a a l l o s t e r y c z n e g o

- 1 z 2 -

B

I O C H E M I A

I

–

Ć W I C Z E N I A

L I S T A 4

do wykładu dr. hab. in

ż

. P. Dobryszyckiego

H e m o g l o b i n a – P o r t r e t b i a ł k a a l l o s t e r y c z n e g o

1.

Połącz formy mioglobiny z lewej kolumny z odpowiadającymi im właściwościami z prawej kolumny.

(a)

Ferrimioglobina

(1) Żelazo na +2 stopniu utlenienia

(2) Żelazo na +3 stopniu utlenienia

(b)

Oksymioglobina

(3) Tlen związany w szóstej pozycji koordynacyjnej żelaza

(4) Pusta szósta pozycja koordynacyjna

(c)

Deoksymioglobina

(5) Woda związana w szóstej pozycji koordynacyjnej

(6) Histydyna w piątej pozycji koordynacyjnej

2.

Które z poniższych są właściwościami miejsca wiązania hemu w mioglobinie?

(a)

Histydyna proksymalna jest zaangażowana w wiązanie żelaza.

(b)

Utlenowanie powoduje wprowadzenie O

2

w

kompleks koordynacyjny z żelazem hemu.

(c)

Odzielenie hemu w niepolarnym środowisku jest ważne w zapobieganiu utlenieniu jonu żelazawego.

(d)

Hem wiąże CO z atomami Fe, C i O ułożeniu liniowym.

(e)

Histydyna dystalna jest zaangażowana w wiązanie żelaza.

3.

Hemoglobina jest białkiem tetramerycznym składającym się z dwóch podjednostek polipeptydowych α
i dwóch β. Struktura podjednostek α i β jest zauważalnie podobna do struktury mioglobiny. Jednakże
w wielu pozycjach reszty hydrofilowe w mioglobinie zostały zastąpione przez reszty hydrofobowe
w hemoglobinie.

(a)

Jak ta obserwacja może zostać pogodzona z zasadą, że reszty hydrofobowe fałdują do wnętrrza białek?

(b)

Biorąc to pod uwagę, co możesz powiedzieć o naturze interakcji determinujących strukturę
czwartorzędową hemoglobiny?

4.

Które z poniższych odpowiedzi kończą poprawnie zdanie?
Hemoglobina różni się od mioglobiny tym, że…

(a)

hemoglobina jest multimeryczna, a mioglobina jest monomeryczna.

(b)

hemoglobina wiąże O

2

mocniej niż mioglobina w każdym zadanym stężeniu O

2

.

(c)

hemoglobina wiąże CO

2

efektywniej niż mioglobina.

(d)

współczynnik Hilla dla wiązania O

2

jest mniejszy dla hemoglobiny niż dla mioglobiny.

(e)

wiązanie O

2

przez hemoglobinę zależy od stężeń CO

2

, H

+

i BPG, natomiast wiżanie O

2

przez

mioglobinę nie.

5.

Kilka krzywych dysocjacji tlenu jest pokazanych na rysunku obok.
Zakładając, że krzywa 3 odpowiada izolowanej hemoglobinie
umieszczonej w roztworze zawierającym fizjologiczne stężenia CO

2

i BPG w pH 7.0, wskaż, która z tych krzywych odzwierciedla
poniższe zmiany warunków:

(a)

Obniżone stężenie CO

2

___________

(b)

Zwiększone stężenie BPG ___________

(c)

Obniżone pH ___________

(d)

Dysocjacja hemoglobiny na podjednostki ___________.

Lista 4 - H e m o g l o b i n a – P o r t r e t b i a ł k a a l l o s t e r y c z n e g o

- 2 z 2 -

6.

Połącz parametry z lewej kolumny z odpowiednimi definicjami z prawej kolumny.

(a)

Współczynnik Hilla (n) __________

(1) Cząstkowe wysycenie miejsc wiążących tlen

(b)

(pO

2

/P

50

)

n

_____________________

(2) pO

2

przy połowicznym wysyceniu hemu tlenem

(c)

P

50

__________________________

(3) Stosunek oksyhemu do deoksyhemu

(d)

Y ___________________________

(4) Kooperatywność wiązania tlenu

7.

BPG (2,3-bisfosfoglicerynian) odgrywa istotną rolę w adaptacji do dużych wysokości. Jaki jest efekt
wzrostu poziomu BPG na ilość tlenu transportowanego do mięśni u osoby żyjącej na wysokości
10 000 stóp w porównaniu z osobą żyjącą na poziomie morza? Załóż, że wzrost poziomu BPG zmienił
P

50

z 26 torów na 35 torów, a na wysokości 10 000 stóp pęcherzykowe pO

2

wynosi 67 torów, natomiast

pO

2

w naczyniach włosowatych mięśni wynosi 20 torów. Na poziomie morza pęcherzykowe pO

2

wynosi 100 torów, a pO

2

w naczyniach włosowatych mięśni wynosi nadal 20 torów. Załóż, że

współczynnik Hilla jest równy 2,8.

8.

Wyjaśnij, dlaczego hemoglobina płodowa ma wyższe powinowactwo do tlenu niż hemoglobin matki
oraz dlaczego ta adaptacja jest konieczna.

9.

Prostetyczna grupa hemowa, znajdująca się w hemoglobinie i mioglobinie, znajduje się także
w cytochromach b i c, które są białkami przenoszącymi elektrony w łańcuchu transportującym
elektrony. Jak ta sama grupa prostetyczna może pełnić tak różne funkcje jak wiązanie tlenu
i transport elektronów?

10.

Glutation jest tripeptydem składającym się z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny. Występuje
obficie w ludzkich erytrocytach jak również w wielu typach tkanek. Zredukowany glutation (GSH)
pełni rolę czynnika redukującego w tkankach, ponieważ grupy –SH jego łańcucha bocznego mogą
być łatwo utlenione do mostków dwusiarczkowych. Jeśli glutation nie jest utrzymywany
w erytrocytach stale w formie zredukowanej, w przeciwieństwie do formy utlenionej, tracą one swoją
zdolność do efektywnego transportu tlenu. Jak myślisz, dlaczego tak jest?

11.

Pod jakim względem defekty molekularne w talasemiach i nieprawidłowych hemoglobinach, takich
jak HbS, mogą być podobne?

(a)

Defekty molekularne występują poza DNA kodującym białko.

(b)

Defekty molekularne skutkują powstaniem kodonu stop, który powoduje produkcję krótkiego fragmentu
białka.

(c)

Defekty molekularne skutkują podstawieniem jednogo aminokwasu innym.

(d)

Defekty molekularne występują wewnątrz genów strukturalnych.

(e)

Defekty molekularne skutkują mutajami ramki odczytu, które powodują produkcję dużego bloku
zmienionych aminokwasów w białku.

(f)

Defekty molekularne wynikacją z delecji genu kodującego białko.