prb bioquimica

Problemes Bioquímica: “Allosteric interactions in crocodrile Hemoglobin” 1. In humans, oxygen oxygen is eff effectiv ectively ely delivered delivered to the tissues tissues because because of the presence presence of  several allosteric modulators. Name three of these modulators and explain how their presence presence allows oxygen to be delivered to the tissues

Els moduladors al·lostèrics que actuen en els humans són el 2,3-Bisfosfoglicerat (2-3-BPG), el CO2 i els H+. El 2,3-BPG s'uneix al centre del tetràmer de l'estat T i així l'estabilitzà la unió per interaccions iòniques. Els protons actuen perquè quan el pH és baix l'hemoglobina disminueix la seva afinitat per l'oxigen (efecte Bohr). L'augment de la concentració del CO 2 té el mateix efecte perquè el CO2 es combina en H2O i es dissocia en HCO 3- i H + i per això disminueix l'afinitat de l'hemoglobina perquè augmenta la concentració de protons. 2. Explain why having having higher concentrations of Mb would allow allow whales and seals to stay submerged under water for a long period of time.

Perquè permet emmagatzemar més quantitat d'oxigen als teixits i així tindre més reserves i poder estar més temps sense respirar. 3. Let us consider the hypothes hypothesis is that bicarbon bicarbonate ate serves serves as an allosteric allosteric modulator modulator of  hemoglobin binding in crocodiles. What is the source of HCO 3 in the crocodile tissues?

La font De HCO3 és el tampo bicarbonat perquè com en els teixits la concetració de CO 2 és alta i llavors l'equilibri del tampó es desplaça cap a la formacio de HCO 3- i H+. 4. Draw oxygen-binding oxygen-binding curves for crocodile hemoglobin hemoglobin in the presence presence and absence absence of  bicarbonate.Which bicarbonate.Which conditions give rise to a greater p 50 value for crocodile hemoglobin? What does this tell you about the oxygen binding affinity for hemoglobin under those conditions?

A P50 tindra més oxigen sense bicarbonat això ens indica que el bicarbonat dificulta la unió del oxigen a la hemoglobina.

5. Komiyama et al. investigated the bicarbonate binding site on the crocodile hemoglobin by constructing human-crocodile chimeric hemoglobins in which amino acids in the human hemoglobin were replaced with amino acids found in the crocodile hemoglobin at the same location. (The investigators wanted to see if they could make a synthetic human hemoglobin that resembled the crocodile hemoglobin in terms of its ability to bind bicarbonate anions.) They found the bicarbonate binding site to be located at the "1$2-subunit interface, where the two subunits slide with respect to one another during R-->T transitions. Based on their results the authors modeled a stereochemically plausible binding site that included the phenolate anion of Tyr 41 $, the , -amino group of Lys 38$, and the phenolate anion of Tyr 42 ". What kinds of interactions do you think the aforementioned amino acid side chains will have with the bicarbonate anion? (It might be helpful to draw the Lewis electron dot structure of bicarbonate).

El HCO3- formara un pont d'H amb el grup -OH la Tyr i s'unirà mitjançant una unió iònica amb el grup NH3+ radical de la Lys 6. In order to create an engineered human hemoglobin molecule that had the same bicarbonate binding properties as crocodile hemoglobin, twelve amino acid residues had to be changed. Not all of these residues directly interact with bicarbonate–perhaps only three of them do, as described in question 5. What might be the role of the other nine amino acid residues?

La funció dels 9 aminoàcids restants es estructural, és a dir, facilitar el contacte del HCO3amb els 3 aminoàcids que interaccionen amb ell. 7. Other animals have similarly adapted to using small molecules as allosteric effectors to encourage hemoglobin to release its oxygen. Whereas humans use 2,3-BPG and crocodiles use HCO 3 , birds use - myo-inositol pentaphosphate (IP 5) and fish use ATP and GTP. The structures of ATP and IP 5 are shown in Figure 9.1. What structural characteristics do all of these molecules have in common and how would they bind to hemoglobin?

Les càrregues – dels grups fosfats fan que puga interaccionar amb les càrregues + dels aminoàcids de la hemoglobina. També que tots els fosfats estiguen units a un monosacàrid o entre ells facilita la interacció.