[scheikunde] Haemoglobine

Grasshopper

Gegeven:

Hemoglobine (afgekort Hb) bindt zuurstof en voorziet zo alle organen van zuurstof.

Hb + O₂ <--> Hb(O₂)

- op zeeniveau is de atmosferisch druk 1013 kpa

- op de Mount Everest bedraagt deze 330kpa

Gevraagd:

Op de Mount Everest klopt volgende stelling:

A. Zuurstoftransport naar de organen wordt bemoeilijkt en het evenwicht ligt naar rechts

B. Zuurstoftransport naar de organen wordt makkelijker en het evenwicht ligt naar rechts

C. Zuurstoftransport naar de organen wordt moeilijker en het evenwicht ligt naar links

D. Zuurstoftranpsort naar de organen wordt makkelijker en het evenwicht ligt naar links

Oplossing:

C, aangezien de p verlaagt, en dus V verhoogt, en dus c het meest verlaagd wordt aan de linkerkant van de reactie. En omdat ik weet (parate kennis) dat zuurstof moeilijker naar de organen kan op grotere hoogtes.

Maar wat is de precieze verklaring daarvoor? Er wordt dus meer Hb en O2 geproduceerd aangezien het evenwicht naar links verschuift. Zorgt dit dan voor hinder in het eigenlijke transport ervan - een soort van opstopping?

Aertsvijand

Er wordt niet meer Hb of O₂ geproduceerd. Er wordt gewoon minder zuurstof op hemoglobine gebonden. Mijn gok is dat dit komt omdat er juist mínder O₂ aanwezig is, want op grote hoogten is er nu eenmaal minder zuurstof in de lucht en kan je dus minder opnemen. Minder O₂ combineren met evenwichtsconstante bewaren geeft een verschuiving van het evenwicht naar links.

Grasshopper

Aertsvijand schreef: ↑do 26 apr 2012, 20:58
Er wordt niet meer Hb of O₂ geproduceerd. Er wordt gewoon minder zuurstof op hemoglobine gebonden.

Tuurlijk. #-o

Bedankt!

JelmerMVL

Het is een heel kort vraagje, dus het leek me niet nodig een apart topic aan te maken.
Kan iemand mij vertellen of een hemoglobinemolecuul vier heemgroepen bevat met in het midden een ijzeratoom of dat het juist zo is dat elke heemgroep een ijzeratoom heeft en dat een hemoglobinemolecuul dus bestaat uit vier heemgroepen en vier ijzermoleculen?

Kravitz

Het hemoglobine eiwit bestaat uit 4 polypeptide ketens (2α en 2ß ketens) die elke een heemgroep bevatten. Zo'n heemgroep is een ringvormige structuur met centraal een Fe²⁺ ion dat zuurstof kan binden. In totaal heb je dus 4 heemgroepen en dus 4 ook Fe²⁺ ionen.

Ik heb nog even een duidelijke figuur gemaakt van een alfa en beta keten van het hemoglobine eiwit.

: Hemoglobin beta chain oxygen binding.png (349.33 KiB) 744 keer bekeken

In het groen en oranje zie je een alfa en een beta keten afgebeeld met elk hun heemgroep (dunne lijnen). De rode bollen die je ziet zijn zuurstofmoleculen die binden aan de Fe²⁺ ionen van de heemgroep.

Verborgen inhoud

JelmerMVL

Bedankt voor de uitgebreide reactie!

JelmerMVL

Tijdens het college is me geleerd dat een ligand zelf geen eiwit is, maar juist aan een eiwit bindt zodat het eiwit zijn functie kan uitoefenen.
Wat is dan precies de ligand in hemoglobine? Gaat het dan om het ijzeratoom, om de heemgroep of een ander onderdeel?

Ik twijfel omdat ik ergens anders heb gelezen dat motieven in een eiwit weer nodig kunnen zijn om een ligand te binden.

P.S. Excuses voor dubbelpost.

Kravitz

JelmerMVL schreef:Tijdens het college is me geleerd dat een ligand zelf geen eiwit is, maar juist aan een eiwit bindt zodat het eiwit zijn functie kan uitoefenen.

Wat is dan precies de ligand in hemoglobine? Gaat het dan om het ijzeratoom, om de heemgroep of een ander onderdeel?

Goeie vraag! En niet zo makkelijk te beantwoorden... Eerlijk gezegd moest ik zelf weer even m'n boek erbij pakken.

Een ligand is een vrij brede term en wil eigenlijk niets anders zeggen dan een kleine molecule die een complex vormt met een biomolecule. Op die manier is het ijzerion een ligand van de heemgroep en is de heemgroep (met ijzerion) een ligand van het eiwit. Jammer genoeg is dat niet echt duidelijk en daarmee lossen we jouw vraag niet op

.

Als je meer in detail gaat kijken naar de eigenschappen van onze spelers en hoe die met elkaar interageren kan je het zeggen.

Een heemgroep is een (organische) molecule die op een niet-covalente manier interageert met een eiwit. Zo'n molecule wordt ook wel eens een prosthetische groep genoemd (speciale soort van cofactor). Een prosthetische groep is dus eigenlijk niks anders dan een deel van een eiwit dat niet uit aminozuren bestaat, voorbeelden hiervan zijn NADH, NADPH, FAD, heem, etc...

In tegenstelling tot prosthetische groepen worden metaalionen (bijv. Fe²⁺) meestal als cofactor omschreven.

Hierbij wil ik wel vermelden dat al die termen vaak door elkaar gebruikt worden. Prosthetische groep wordt bijvoorbeeld maar zelden gebruikt en in plaats daarvan spreekt iedereen over cofactoren of liganden.

Ik twijfel omdat ik ergens anders heb gelezen dat motieven in een eiwit weer nodig kunnen zijn om een ligand te binden.

Klopt. Een motief is een stukje van een eiwit dat een bepaalde specifieke opvouwing heeft en op basis daarvan een ligand kan binden. Belangrijk is dat een motief altijd uit een sequentie van aminozuren bestaat en dus niet, zoals de heemgroep, een organische molecule is.

P.S. Excuses voor dubbelpost.

Die zag ik niet, misschien heeft een collega die verwijderd, maar dat is hoe dan ook geen probleem!

Benm

Over het algemeen gebruikt men de term ligande voor datgene wat een metaalion omgeeft. Dat kunnen een paar kleine organische moleculen zijn, maar ook de zijketens van de aminozuren van een eiwit (al dan niet met post-translationele modificaties).

Liganden hoeven niet klein te zijn: Iets als EDTA wordt altijd een ligande genoemd, terwijl het molecuul als geheel toch echt zwaarder is dan welk (natuurlijk voorkomend) metaalion dan ook. Het is echter wel zo dat 1 EDTA molecuul op meerdere plaatsen aan een metaalion bindt, zoiets wordt vaak aangeduid als 'meertandig'.

Heem als zodanig is een meertandige ligande voor ijzer. Gezien heem niet covalent vast zit aan hemoglobine zou je kunnen stellen dat heem de ligande is, en niet hemoglobine, maar dat is een beetje haarkloven.

JelmerMVL

Bedankt voor de reacties!

@Kravitz: ik heb het als volgt geleerd. Er zijn twee soorten co-factoren, namelijk co-enzymen en prosthetische groepen. Co-enzymen binden zich tijdelijk aan een eiwit om zo een enzymatische reactie mogelijk te maken, terwijl prosthetische groepen altijd aan het eiwit zijn verbonden. Maar als ik het dus goed begrijp, wordt er meestal gesproken over liganden of co-factoren.

Dan nog een wat algemenere vraag over de terminologie. Het gaat me dan om liganden en motieven. Op internet is het erg lastig om erachter te komen wat men nou met wat bedoelt.
Een ligand is dus zoals u zegt een vrij brede term en gaat meestal over een molecuul dat aan een eiwit bindt en een functie heeft. Een motief kan dus een ligand binden. Kan ik dan ook zeggen dat hemoglobine uit vier motieven (oftewel vier heemgroepen) bestaat en elk motief een ijzerion (dus ligand) kan binden? Dit klopt denk ik niet, aangezien u aangeeft dat die heemgroepen juist liganden zijn van hemoglobine.

Hopelijk heb ik mijn vraag duidelijk genoeg geformuleerd.

Benm

Een ligande hoeft helemaal niet aan een eiwit te binden. Het is een veelgebruikte term in de organische chemie, en meestal zijn het juist kleine moleculen die helemaal niets met eiwitten te maken hebben. Voorbeeld zijn dingen als ammonia, cyanide, chloride en soms zelfs water.

De crux is dat het gaat om een stof die aan een ion bindt (meestal meerdere molculen van die stof) en een complex vormt dat ruimtelijk constant is.

JelmerMVL

Klopt het volgende dan wel of niet: Kan ik dan ook zeggen dat hemoglobine uit vier motieven (oftewel vier heemgroepen) bestaat en elk motief een ijzerion (dus ligand) kan binden?

Sorry, maar het blijft verwarrend met al die begrippen

Kravitz

Benm schreef:Een ligande hoeft helemaal niet aan een eiwit te binden. Het is een veelgebruikte term in de organische chemie, en meestal zijn het juist kleine moleculen die helemaal niets met eiwitten te maken hebben. Voorbeeld zijn dingen als ammonia, cyanide, chloride en soms zelfs water.

De crux is dat het gaat om een stof die aan een ion bindt (meestal meerdere molculen van die stof) en een complex vormt dat ruimtelijk constant is.

Hoi Ben,

Ik vermoed dat er een verschil is tussen de chemische connotatie van ligand(e) en de biochemische. In die laatste heeft het zeker niet altijd met ionen te maken. Zo wordt er bijv. vaak gesproken over de kristallisatie van een (membraan)receptor met zijn ligand. Wat dat ligand is doet er eigenlijk niet toe, dat kan een ion zijn, maar evengoed een peptide, hormoon of andere organische molecule. De biochemische context lijkt dus (nog) minder specifiek dan de chemische.

JelmerMVL schreef:Bedankt voor de reacties!

@Kravitz: ik heb het als volgt geleerd. Er zijn twee soorten co-factoren, namelijk co-enzymen en prosthetische groepen. Co-enzymen binden zich tijdelijk aan een eiwit om zo een enzymatische reactie mogelijk te maken, terwijl prosthetische groepen altijd aan het eiwit zijn verbonden. Maar als ik het dus goed begrijp, wordt er meestal gesproken over liganden of co-factoren.

Wat ik bedoelde was dat die specifieke terminologie na een tijdje vervaagd en dat je dan al snel niet meer het verschil weet tussen een co-enzym en een prosthetische groep. Ik denk dat in de literatuur, maar neem me hier niet op m'n woord, al die termen een beetje door elkaar gebruikt worden of dat er simpelweg over een co-factor wordt gesproken.

In het geval dat iets reversibel kan binden aan een biomolecule (en bijgevolg niet echt deel uitmaakt van het eiwit) wordt al snel gekozen voor de term ligand.

Dan nog een wat algemenere vraag over de terminologie. Het gaat me dan om liganden en motieven. Op internet is het erg lastig om erachter te komen wat men nou met wat bedoelt.

Een ligand is dus zoals u zegt een vrij brede term en gaat meestal over een molecuul dat aan een eiwit bindt en een functie heeft. Een motief kan dus een ligand binden. Kan ik dan ook zeggen dat hemoglobine uit vier motieven (oftewel vier heemgroepen) bestaat en elk motief een ijzerion (dus ligand) kan binden? Dit klopt denk ik niet, aangezien u aangeeft dat die heemgroepen juist liganden zijn van hemoglobine.

Hopelijk heb ik mijn vraag duidelijk genoeg geformuleerd.

Een motief moet je echt zien als een structurele eigenschap. Het is een sequentie van aminozuren die zich in de ruimte op een karakteristieke manier gedraagt. Typische motieven zijn helix-loop-helix, helix-turn-helix, zinc-fingers, het Griekse sleutelmotief, etc.... Al die motieven maken deel uit van een eiwit en verschillende motieven kunnen voorkomen binnen eenzelfde eiwit. Tot slot kan een motief iets binden, maar dat hoeft het zeker niet te doen. Zo coördineren Zn-fingers typisch een Zn²⁺ ion, maar dat moet je bijv. niet verwachten van een helix-loop-helix motief. Daarnaast hebben verschillende Zn-fingers vaak ook DNA-bindende eigenschappen, maar dit geldt alweer niet voor ze allemaal.

Een heemgroep zou ik niet als motief omschrijven omdat het niet bestaat uit een aaneenschakeling van aminozuren, maar als een co-factor of prostetische groep

.

Als je dan naar de combinatie heemgroep en Fe²⁺ gaat kijken, dan functioneert de heemgroep als ligand (zie ook Benm z'n uitleg, aangezien heem het een ion bindt). In ieder geval vanuit het chemische standpunt.

JelmerMVL

Erg bedankt voor de uitgebreide reactie! Nog wel even een vraag.

Kravitz schreef: Op die manier is het ijzerion een ligand van de heemgroep en is de heemgroep (met ijzerion) een ligand van het eiwit.

Kravitz schreef: Als je dan naar de combinatie heemgroep en Fe²⁺ gaat kijken, dan functioneert de heemgroep als ligand (zie ook Benm z'n uitleg, aangezien heem het een ion bindt). In ieder geval vanuit het chemische standpunt.

Er heerst alsnog wat verwarring omtrent de begrippen. Het ijzerion is dus een ligand van de heemgroep, maar daarna zegt u juist dat de heemgroep als ligand functioneert. Volgens Benm moet ik dat wat het ijzerion omringt als ligand zien, dus dan zou ik de heemgroep als ligand van het ijzerion moeten zien en de heemgroep met het ijzerion als ligand van hemoglobine?

Benm

Hoi Ben,

Ik vermoed dat er een verschil is tussen de chemische connotatie van ligand(e) en de biochemische. In die laatste heeft het zeker niet altijd met ionen te maken. Zo wordt er bijv. vaak gesproken over de kristallisatie van een (membraan)receptor met zijn ligand. Wat dat ligand is doet er eigenlijk niet toe, dat kan een ion zijn, maar evengoed een peptide, hormoon of andere organische molecule. De biochemische context lijkt dus (nog) minder specifiek dan de chemische.

Daarin heb je gelijk, iets dat aan een receptor bindt wordt in de biochemie ook een ligande genoemd.

Gezien het topic onder 'scheikunde' staat en niet onder 'biologie' heb ik het vanuit de chemische context toegelicht (dwz datgene dat AAN een metaalion bindt heet de ligande). Het lastige is wellicht dat heem gewoon een organisch molecuul is en een ligande is voor ijzerionen, of dat nou in hemoglobine is of niet.

Het ijzerion is dus een ligand van de heemgroep, maar daarna zegt u juist dat de heemgroep als ligand functioneert. Volgens Benm moet ik dat wat het ijzerion omringt als ligand zien, dus dan zou ik de heemgroep als ligand van het ijzerion moeten zien en de heemgroep met het ijzerion als ligand van hemoglobine?

Zo zou je het inderdaad best kunnen verwoorden. Zolang je maar duidelijk bent over de context

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] Haemoglobine

Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine

Re: Haemoglobine