Bioquimica

Proteínas: mioglobina
y hemoglobina
Peter J. Kennelly, PhD y Victor W. Rodwell, PhD.

Describir las similitudes y diferencias estructurales más importantes
entre la mioglobina y la hemoglobina.
Dibujar curvas de unión para la oxigenación de mioglobina y hemoglobina.
Identificar los enlaces covalentes y otras asociaciones estrechas entre el
hem y la globina enla oximioglobina y la oxihemoglobina.
Explicar por qué la función fisiológica de la hemoglobina requiere que su
curva de unión a O2 sea sigmoidea más que hiperbólica.
Explicar el papel de un ambiente obstaculizado sobre la capacidad de la
hemoglobina para unirse a monóxido de carbono.
Definir la P50 e indicar su importancia en el transporte de oxígeno y elaporte del mismo a los tejidos.
Describir los cambios estructurales y conformacionales en la hemoglobina
que acompañan su oxigenación y su desoxigenación subsiguiente.
Explicar el papel del 2,3-bisfosfoglicerato (BPG) en la unión a oxígeno y el
aporte de este último.
Esbozar el papel de la hemoglobina en el transporte de CO2 y protón, y
describirlos cambios acompañantes de la pka del grupo imidazolio
importante.
Describir las consecuencias estructurales par la HbS de la disminución de
la Po2
Identificar el efecto metabólico que ocurre como consecuencia de
talasemias  y .

IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Las proteínas hem, mioglobina y hemoglobina, mantienen un aporte de oxígeno esencial parael metabolismo oxidativo. La mioglobina, una proteína monomérica del tejido muscular rojo, almacena oxígeno como una reserva contra la privación del mismo. La hemoglobina, una proteína tetramérica de los eritrocitos, transporta O, hacia los tejidos, y regresa CO, y protones hacia los pulmones. El cianuro y el monóxido de carbono son letales porque alteran las función fisiológica de las proteínashem citocromo oxidas y hemoglobina, respectivamente. La estructura secundario-terciario de las subunidades de hemoglobina semeja a la de la mioglobina. Sin embargo, la estructura tetramérica de la hemoglobina permite interacciones cooperativas fundamentales para su función. Por ejemplo, el 2,3-bisfosfoglicerato (BPG) promueve la liberación eficiente de O2, al estabilizar la estructura cuaternaria dela desoxihemoglobina . La hemoglobina y la mioglobina ilustran tanto relaciones entre estructura y función de proteína, como la base molecular de enfermedades genéticas, como la depranocitosis y las talasemias.





EL HEM Y EL HIERRO FERROSO CONFIEREN LA CAPACIDAD PARA ALMACENAR OXÍGENO Y TRANSPORTARLO.
La mioglobina y la hemoglobina contienen hem (hemo), un tetrapirrol cíclico que constade cuatro moléculas de pirrol enlazadas por puentes de metileno. Esta red planar de dobles enlaces conjugados absorbe luz visible y da al hem un color rojo oscuro. Los sustituyentes en las posiciones  del hem son grupo metilo (M) y propionato (Pr) dispuestos en el orden M, V, M, V, M, Pr, Pr, M (figura 6-1). El átomo de hierro ferroso (Fe+2) reside en el centro del tetrapirrol planar. Otrasproteínas con grupos prostéticos tetrapirrol que contienen metal comprenden los citocromos (Fe y Cu) y la clorofila (Mg) (cap. 31). La oxidación y reducción de los átomos de Fe y Cu de los citocromos son esenciales para su función biológica como transportadoras de electrones. En contraste, la oxidación del Fe+2 de la mioglobina o de la hemoglobina hacia Fe+3 destruye su actividad biológicaFIGURA 6-1 Hem. Los anillos pirrol y los carbonosndel puente metileno son coplanares, y el átomo de hierro (Fe+2) reside casi en el mismo plano. Las posiciones de coordinación quinta y sexta del Fe+2 son directamente perpendiculares al plano del anillo hem- y se encuentran directamente por arriba y por abajo del mismo-.Observe la naturaleza de los grupos sustituyentes metilo (azul),...