헤모글로빈:활동하는단백질의모습

Chapter 7

4. 적혈구 세포에 있는 2,3-bisphosphoglycerate (2,3-BPG; 2,3-DPG)가 hemoglobin

의 산소결합력의 조절에 필수적이다.

- 2,3-BPG의 적혈구 세포에서의 농도 : 2 ~ 5 mM

- hemoglobin의 산소결합력을 결정함.

= T-state를 안정화 시킴 (allosteric effector)

Role of 2,3-BPG on the stabilize the T-state

- 태아에서의 2,3-BPG의 역할.

= 태아의 hemoglobin의 구성 : a2g2

= g-subunit는 b-subunit과 72% 정도 동일함

= 2,3-BPG 결합부위에 있는 b-subunit의 143His이 Ser으로 교체

2,3-BPG의 이온과 결합할 수 있는 양이온 (His)를 제거함.

2,3-BPG의 Hb 결합력을 감소.

= 태아 hemoglobin의 산소결합력을 증가시킴.

- 수소이온과 CO2는 근육과 같이 대사가 활발히 일어나는 조직에서 많이 생산됨

= 산소 소모량이 증가.

= H+와 CO2가 Hb의 allosteric effector로 작용함.

- Bohr effect:

= H+와 CO2에 의한 Hb의 산소결합력이 감소하는 현상

= b-chain의 146His과 94Asp 사이에 수소결합을 유도하여 T-state를 안정화 시킴

7.3 수소이온과이산화탄소는산소해리를증가시킨다: The Bohr effect.

- Carbon dioxide는 두 가지 기전으로 산소결합력을 낮춤

= pH dependent: carbonic anhydrase

= Direct chemical interaction :

react with N-terminal free amine to make carbamate

Stabilize the T-state by ab dimer

Transportation of carbon dioxide from tissuesto lung

carbonic anhydrase

- 적혈구 세포의 낫-모양 (sickle shape) 변화.

1. 겸상적혈구 빈혈증 (Sickle cell anemia) 은 돌연변이된 deoxyhemoglobin분자

들의 집합 (aggregation) 때문에 유발됨.

- Single amino acid (6Glu 6Val) change of b-chain.

= Hemoglobin S (HbS)

= HbS는 deoxyhemoglobin의 용해도 (solubility)를 감소시키나

oxyhemoglobin의 용해도에는 영향이 없다.

7.4 Hemoglobin 소단위체유전자의돌연변이가질병을유발함.

Deoxygenated hemoglobin S

Sickle cell anemia and Malaria

2. 지중해 빈혈증 (Thalassemia)은 hemoglobin chain들의 불균형에 의해 유발된다.

- 한 개의 hemoglobin chain이 손실되거나 발현양의 감소 때문에 유발됨

= a-Thalassemia: a-chain이 없거나 b-chain보다 적게 발현됨

Hemoglobin H (HbH) : consists of 4 b-chains.

High oxygen affinity similar to myoglobin

No cooperativity between subunit.

= b-Thalassemia:

3. 유리 (free) a-hemoglobin의 축적은 방해됨.

- a-chain: 4 alleles

- b-chain: 2 alleles

- 과잉 a-chain은 용해도가 낮아서 침전될 수 있음

- AHSP (a-hemoglobin stabilizing protein)이

존재해서 b-chain이 만들어 질 때까지 a-chain의

침전을 막음.