Hemoglobine, heme en histidine

Vincent91

Veel te weinig moleculen op dit deel van het forum.

Ik heb een leuk Jmol model aangepast (zie bron hieronder).

Maar het viel mij op dat aminozuur Histidine die de Heme-groep bindt (het zuurstof bindend complex met ijzer) op 2 verschillende plekken in het hemoglobine zit..

Zou dit enig effect op de (voorkeurs) binding met heme / zuurstof?

Misschien zou er in het ene geval wel co-operative binding door allosterie optreden en bij de ander niet? (al is dit moeilijk te meten en alleen theoretisch leuk)?

Quote Wikipedia:

"Allosterische regulatie is de regulatie van een enzym of een ander proteïne door binding aan een effectormolecuul bij de allosterische zijde van het proteïne, hetgeen een andere zijde is dan de actieve zijde van het proteïne"

Wat is de allosterische zijde en actieve zijde bij hemoglobine?

Verder zou ik graag willen weten of zuurstof daadwerkelijk covalent bindt, zoals gesuggereerd in dit model.. En zo niet hoe wel..

Afbeelding

Zonder de markering:

http://i.imgur.com/17xGjZ2.jpg

Aangepaste versie van:

http://www.umass.edu...als/hemoglobin/

Bonus red-cyan stereo 3D hemoglobine:

http://i.imgur.com/Rz8qV7S.jpg

Bonus album met al mijn aangepaste versies:

http://imgur.com/a/tYbyk

Om verder te spelen met JMol (rechterklik op JMol scherm geeft veel extra opties):

Bonus cavity:

http://fdslive.oup.c...apter24-58.html

Colombo_inc2

Hoi Vincent,

Leuk dat je met jmol aan de slag bent. Ik vind structuren altijd wel interessant! Vanuit mijn onderwijsverplichtingen voor 1stejaaars geneeskunde/biomedische studenten kan ik je op weg helpen.

Het is inderdaad correct dat twee histidines ervoor zorgen dat de heemgroep en gebonden zuurstof worden gestabiliseerd. De histidine die je aangeeft lijken niet de correcte histidines hiervoor. Ook de plek die je aangeeft voor zuurstofbinding is niet daar. Binding van de heemgroep aan hemoglobine is door hydrofobe eigenschappen van de heemgroep.

Verder is het het ijzeratoom in de heemgroep dat zuurstof bind! Zowel boven als onder het ijzeratoom bevinden zich twee histidines, de proximale en de distale histidine die met zuurstof en het ijzeratoom interacteren, probeer deze maar eens te vinden.

Allosterie ken ik vanuit CO2 binding aan hemoglobine. Dit gebeurd op een andere plaats dan zuurstof binding, dus weg van de active site en CO2 beïnvloed zuurstofbinding. CO2 binding destabiliseert de binding van O2 en bevorderd dus O2 afgifte op plekken waar veel CO2 is (spieren).

Naar mijn weten is binding van O2 wel via covalent. IJzer heeft 6 bindingsplaatsen waarvan de eerste vier worden bezet door de heemgroep (protoporfirines). De 5de wordt door de proximale histidine gebonden. De 6de wordt door zuurstof gebonden.

Vincent91

Bedankt voor de steun en uitleg.

Inmiddels heb ik ook het vak bio-inorganic chemistry (o.a. over metalen in biologische systemen)

en dat verklaart een hoop.

Zuurstof bind dus inderdaad covalent op ijzer als ligand ,evenals CO natuurlijk, wat daardoor verstikking te weeg kan brengen.

Volgens de volgende bron van Oxford:

http://www.chem.ox.ac.uk/vrchemistry/nonmetals/lecture5/ligand.html

lijkt het net alsof N2 dit ook kan in heme, wat natuurlijk niet zo is, toch is N maar 2 pm groter dan O (resp. 75 en 73 pm). Waarschijnlijk niet mogelijk door de slechte oplosbaarheid van N2 in water.

Quote Wiki:

"This allosteric effector binds to a site on the tetramer that is only present on the Tense(T) form of hemoglobin. The site is in the form of a pocket which is bordered by beta subunits. These positively charged subunits, His143, Lys82, and His2, interact with 2,3-BPG holding it in place. When the equilibrium of the tense form is pushed to the relaxed(R) form, the bonds that hold the 2,3-BPG molecule in place are broken and it is released. The hemoglobin stays in the T form during low concentrations of oxygen, so when 2,3-BPG is present, more of the oxygen binding sites must be filled in order for the transition from T to R form to occur."

http://en.wikibooks.org/wiki/Structural_Biochemistry/Protein_function/Heme_group/Hemoglobin#Binding_Sites_of_Hemoglobin

Dat snap ik bijna helemaal en verklaart een hoop, maar hellaas kan ik kan die "His143, Lys82, and His2" niet vinden in het model.. Waarschijnlijk is het model dan ook de R-vorm (met zuurstof bindende voorkeur).. Dat is nog wel een wens van mij om die 2,3-BPG bindplaats te vinden..

Zo zou het binden in het centrum van hemoglobine:

http://aris.gusc.lv/ChemFiles/MedBiochem2edBaynes07/HTML/common/showimage.cfm@mediaisbn=0723433410&size=thumbnails&figfile=m33410-004-f007.jpg

Is CO2 hier gebonden aan 2,3-BPG molecuul of lijkt dat maar?

http://upload.wikimedia.org/wikibooks/en/thumb/d/d4/BPG.JPG/220px-BPG.JPG

Verder bindt CO2 dus in de vorm van koolzuur in de rode bloedcel (waardoor de zuurgraad omhoog gaat, de T-vorm gestabiliseerd wordt en de O2 affiniteit van hemoglobine afneemt, en O2 dus kan vrijkomen, in CO2 rijk weefsel).

Verder enig idee trouwens hoe een Heme groep in hemoglobine wordt ingebouwd? Is er een Fe2+ drager in je lichaam (anders dan heme)?

Volgende post ga ik schrijven over Telomerase modellen

Voorproefje:

Davidson College (c) 2010: http://www.bio.davidson.edu/Courses/Molbio/MolStudents/spring2010/Jordan/telomerase_structure.html

Versus

University of Copenhagen researchers and an international team: http://www.kurzweilai.net/mapping-the-fountain-of-youth

Wie was er eerst, wat is er extra ontdekt, werking van telomerase uitpluizen.

Vincent91

Geen doublepost bedoeld, maar de link met afbeelding naar bindplaats waar ik naar op zoek ben in het model, werkte niet.

Werkende afbeelding:

Mogelijke bindplek, helemaal aan de Beta-unit kant:

Afbeelding

Mocht je geinteresseerd zijn, dan heb ik nog meer screenshots die ik kan uploaden, laat het dan even weten

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Hemoglobine, heme en histidine

Hemoglobine, heme en histidine

Re: Hemoglobine, heme en histidine

Re: Hemoglobine, heme en histidine

Re: Hemoglobine, heme en histidine