Analisi de estructuras moleculares de la hemoglobina humanaa

FARMACIA QUÍMICA-U.D.C.A PABLO C. RIVERA Z ANALISIS DE ESTRUCTURAS MOLECULARES

Sistemas proteicos estudiados en este trabajo
(Hemoglobina-parte No proteica)
La hemoglobina (Hb) es una proteína globular de la sangre, que constituye el 90%de la composición de los glóbulos rojos y les otorga su color rojo característico, por lo que se denomina también cromoproteína. Los valores normales ensangre son de 13 – 18 g/ dl en el hombre y 12 – 16 g/dl en la mujer. Su peso molecular es de 65 kD y su forma se asemeja a la de una esfera de aproximadamente 55Ǻ de diámetro. Su función es la de almacenar y transportar por la sangre oxígeno molecular (O2) capturado en los pulmones hacia los tejidos, para que puedan generar la energía necesaria para mantener la vida celular; y dióxido de carbono(CO2), desecho del proceso de producción de energía, desde los tejidos periféricos hacia los pulmones, para ser eliminado al aire. Según la clasificación de las proteínas por su composición, la Hb es una heteroproteína pues esta conformada por una parte proteica y una no proteica La fracción proteica esta constituida por cientos de aminoácidos formando las cadenas polipeptídicas llamadas globinas. LaHb posee estructura cuaternaria, pues está conformada por cuatro de estas cadenas, semejantes dos a dos, que se mantienen unidas por interacciones no covalentes, y se designan por letras griegas que pueden ser de las siguientes clases: Alfa α, Beta β, Gamma γ, Delta δ, Épsilon ε, ó Zeta ξ. Las cadenas polipeptídicas alfa contienen 141 aminoácidos, las no alfa 146 y difieren en la secuencia deaminoácidos. La estructura secundaria de ellas es muy similar: cada una exhibe 8 segmentos helicoidales designados con las letras A a la H. Entre ellos se encuentran 7 segmentos no helicoidales. El tipo de cadenas presentes en la Hb, varía con el desarrollo del organismo, de forma que cambian según se trate de la vida embrionaria, fetal o adulta. La parte no proteica está formada por el grupo hemo o hem(grupo prostético, es decir, no proteico) y son cuatro, cada uno de ellos unidos a una globina. Este grupo, que consiste en una porción no polipeptídicas que forma parte de la proteína en su estado funcional, es una molécula plana que consta de un hierro ferroso (hierro divalente Fe+2) tal que es capaz de unirse de forma reversible al oxígeno. Es apolar (no está polarizado), por lo tantoinsoluble en agua, lo que genera que vaya “enterrado” entre las estructuras terciarias de las cadenas polipeptídicas. Se forman así uniones hidrofóbicas entre el grupo hemo y la estructura terciaria de las cadenas siendo esos enlaces los que mantienen el grupo hemo en su sitio. En la figura 1 se muestra la estructura general de una molécula de Hb, en particular, de Hb A, denominada también hemoglobinanormal o del adulto, formada por dos cadenas α y dos β.

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Las cuatro cadenas polipeptídicas de la Hb contienen cada una un grupo Hemo, siendo éste el responsable del color rojo característico de la Hb, y consecuentemente el de los hematíes, como se aprecia en la siguiente figura.

*Este grupo es una molécula plana que consta de una parte orgánica y unátomo de hierro. *La parte orgánica se denomina protoporfirina IX (Fig.2 y 3) y el átomo de hierro se encuentra en estado de oxidación ferroso (+2) pudiendo formar hasta 6 enlaces. *Cuatro de estos enlaces se producen con los nitrógenos en el centro del anillo de la protoporfirina, quedando el Fe situado en el centro de esta molécula en un plano horizontal (Fig.4). *El quinto enlace se realizacon el nitrógeno de un aminoácido histidina (His F8) de la cadena de globina correspondiente denominada histidina proximal (Fig. 5 y 3.2). *Como consecuencia de este enlace, el átomo de hierro queda aproximadamente 0,75 Ǻ fuera del plano del hemo en el lado de la histidina F8, es decir, el enlace se encuentra en un plano perpendicular al plano del anillo de la protoporfirina. *El grupo hemo es...