Lezione 04 enzimi 2 PDF

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Il legame di O2 all’emoglobina è cooperativo ed è regolato da H+, CO2 e 2,3 bisfosfoglicerato (2,3-BPG).

Negli eritrociti è presente il 2,3-BPG, è un composto fortemente anionico presente a una concentrazione circa uguale a quella dell’emoglobina (~2mM). In assenza di 2,3-BPG l’emoglobina sarebbe un trasportatore di O2 estremamente inefficiente, rilasciando nei tessuti soltanto l’8% del suo carico di ossigeno. Questo perché in assenza di 2,3BPG l’emoglobina lega l’ossigeno molto più saldamente.

Berg et al., BIOCHIMICA 6/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2007

Legame del 2,3-BPG alla deossiemoglobina umana In presenza di 2,3-BPG una singola molecola di 2,3-BPG si lega in una tasca, presente soltanto nella forma T nel centro del tetramero emoglobinico. In seguito alla transizione dallo stato T allo stato R poi questa tasca si contrae e il 2,3-BPG viene rilasciato. Il 2,3-BPG si lega quindi di preferenza alla deossiemoglobina e la stabilizza, riducendo l’affinità per l’ossigeno e favorendo così il suo distacco. Affinchè avvenga la transizione strutturale da T a R, i legami tra l’emoglobina e il 2,3-BPG devono essere rotti e il 2,3-BPG deve essere espulso. Ø Stato T = forma con più bassa affinità per il substrato Ø Stato R = forma con più alta affinità per il substrato

Variazioni nella struttura quaternaria dell’emoglobina in seguito al legame di O2

Berg et al., BIOCHIMICA 6/E, Zanichelli editore S.p.A. Copyright © 2007

Il legame del 2,3 DPG all’emoglobina ha altre conseguenze fisiologiche cruciali

Il feto riceve O2 dall’emoglobina materna. Gli eritrociti fetali hanno un’affinità per l’ossigeno più alta di quella degli eritrociti materni, poiché l’emoglobina fetale non lega il 2,3-BPG così bene come lo lega l’emoglobina materna. Questa differenza nell’affinità per l’ossigeno permette un efficiente trasferimento dell’ossigeno dagli eritrociti materni a quelli fetali.

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L’effetto Bohr: H+ e CO2 promuovono il rilascio dell’ossigeno

I tessuti che metabolizzano rapidamente, come il tessuto muscolare in contrazione, hanno un elevato bisogno di O2 e inoltre generano grandi quantità di ioni idrogeno e di biossido di carbonio. L’affinità dell’emoglobina per l’ossigeno diminuisce quando il pH diminuisce rispetto al valore 7.4 che si osserva nei polmoni. Perciò quando l’emoglobina si trasferisce in una regione ad un più basso pH, aumenta la sua tendenza a rilasciare ossigeno. Inoltre l’emoglobina risponde al biossido di carbonio con una diminuzione dell’affinità per l’ossigeno, facilitando così il rilascio dell’ossigeno nei tessuti con una elevata concentrazione di CO2. Quindi, la regolazione ad opera degli ioni idrogeno e del biossido di carbonio aumenta ulteriormente l’efficienza di trasporto dell’O2 dell’emoglobina.

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Effetto del pH sull’affinità per l’O2 dell’emoglobina

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Effetti del biossido di carbonio

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2,3 bisfosfoglicerato (2,3-BPG)

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