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Pigmentos respiratorios

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by

Ryan BR

on 28 May 2014

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Transcript of Pigmentos respiratorios

Metaloproteínas
Estado de los pigmentos
Color
Introducción
PIGMENTOS RESPIRATORIOS
Algunos pueden actuar como enzimas

Hemoglobinas y óxido nítrico

Funciones enzimáticas
Otras funciones relacionadas con oxígeno
Funciones
Función principal
Funciones
HEMOGLOBINAS
La naturaleza química de la hemoglobina suele modificase de acuerdo con el momento del ciclo vital.
Tipos de Hemoglobinas
MIOGLOBINAS
Distribución de los diferentes pigmentos
Hb de los
músculos de los vertebrados
Citoplasma
de fibras musculares
Más abundantes en las
fibras musculares cardiacas
Músculo rojo
Monoméricas
(17800 daltons)
Estructura
muy compacta
(75 % cadenas alfa)
Estructura cuaternaria (enlaces hidrofóbicos)
Hemo en una oquedad
El oxígeno puede disolverse en medios líquidos
Solubilidad=34,2 ml/L de agua.
Aumento del rendimiento: en humanos,
50 L de sangre sin Hb=1 L de sangre con Hb
Buffers y transporte de dióxido de carbono
Facilita la difusión y almacena oxígeno
NEUROGLOBINAS
CITOGLOBINAS
Vertebrados
Casi siempre compuestas por 4 unidades (tetraméricas)
Unen a 4 moléculas de oxígeno
PM de cada unidad 16000/17000 daltons
Hb sanguínea con 4 unidades: 64000/68000 daltons
Son intracelulares
Invertebrados
En algunos (
Lumbricus
) se observan moléculas relativamente grandes.
Cada molécula entera de Hb tiene 150 moléculas individuales. PM= 4 a 5 millones de daltons.
Intracelulares y extracelulares
Channichthydae
Antártida
Carecen de Hb en su sangre
No tienen un gen beta-globina
El transporte de oxígeno: cantidad que disuelve en el plasma
La solubilidad del oxígeno en las soluciones acuosas aumenta a medida que disminuye la Tª
La concentración de Hb en la sangre cambia notablemente cuando el animal pasa de un ambiente a otro modificando su color
Contienen hemo y son los pigmentos respiratorios más difundidos
1. Contienen hemo, es una metaloporfirina especifica que contiene hierro en estado ferroso.
2. El hemo está unido en forma no covalente con una proteína denominada globina.
Su afinidad por el oxígeno, lo que implica la facilidad con que encuentra las moléculas de oxígeno
Cooperatividad entre los sitios fijadores de oxígeno
Proteínas con multiples subunidades
La Hb de la sangre de los fetos de mamíferos suele ser distinta de la de los adultos
Alfa-globulina + Gamma-globulina
Alfa-globulina + Beta-globulina
ADULTO
FETO
En muchas
spp poiquilotermas
, la sangre normal de los adultos
son combinaciones
de dos, tres o incluso diez formas químicas diferentes de hemoglobina
80 % Hb principal
20% otro tipo
Muchos tipos de Hb, permite un transporte adecuado de oxígeno en un amplio espectro de situaciones, lo que sería imposible si sólo contara con un tipo de Hb
Cambios durante el desarrollo de los tipos de globinas sintetizadas en las hemoglobinas de la sangre de los seres humanos
La hemoglobina que predomina en la sangre es la hemoglobina adulta (HbA), compuesta por alfa y beta-globina
Clases de cadenas de globina
:
Alfa
: feto -> adulto
Beta
: adulto
Gamma
: desarrollo fetal
Delta
: síntesis menos que beta
Epsilon
: desarrollo embrionario -> gamma
Zeta
: desarrollo embrionario -> alfa
A. Cortex
B. hipocampo
C. Núcleo del nervio facial
D. Cerebelo y células de Purkinje
Sobreexpresión de citoglobina en inmunohistoquímica de hígado canceroso
Enfermedades asociadas a los pigmentos respiratorios: HEMOGLOBINOPATÍAS
Mutaciones de la cadena proteica
Pueden proporcionan ventajas ante la selección natural

Siclemia
Talasemia major

Sitio de unión a O2: dos átomos de cobre.
Una molécula de O2 cada dos moléculas de Cu.
Disueltas en el plasma. Agregada/ Disociación.
Incoloras --> desoxigenadas.
Color azul brillante --> oxigenan: sangre azul.
No contienen grupo hemo, hierro, ni porfirinas

Hemocianina
No contiene grupo hemo.
Zona de unión de O2: dos átomos de Fe.
Una unidad: miohemeritrinas
Dentro de las células.
40000 y 110000 Da
Muchos octómeros: ocho/molécula.
Incoloras desoxigenadas.
Adquieren un color violeta-rojizo cuando se oxigenan.

Hemeritrinas
Disueltas en plasma sanguíneo.
En solución diluida: color verdoso.
Concentrada: rojo oscuro (luz transmitida), + color verdoso (luz reflejada).


Cluorocruorinas
Detectados en cuatro filos de invertebrados:
Gusanos sipuncúlidos
Muchos branquiópodos
Ambos géneros del filo priapúlido
En la familia de anérllidos marinos: magelónidos.
Distribución
Estructura
Moléculas grandes: 3 millones Da.
Moléculas unitarias: grupos de Fe + porfirina + Proteínas
Una molécula de O2 por cada Fe y Porfirina.
Distinto Fe y Porfirinas que hemoglobinas.
Distribución
Dos familias de anémomas de mar: espirógrafos.
Dos familias poliquetos sedentarios: sabélidos y serpúlidos.
Distribución
Moluscos:
Pulpos y los calamares (cefalópodos),
Gasterópodos (caracoles y babosas)
Un subgrupo relativamente pequeño de bivalvos.
Grupos de artrópodos:
Crustáceos decápodos (cangrejos de mar, langostas, camarones y cangrejos de río),
El límulo
Arañas
Escorpiones.

Pulpo de anillos azules (Hapalochlaena
)
Helix pomatia
EVOLUCIÓN DE LOS GENES DE LAS GLOBINAS
Límulo
Moduladores alostéricos
Inorgánicos:
Iones:
Mg2 + y Ca2 + aumentaron la afinidad por el oxígeno.
Cl- tienen un efecto variable, aumentando y disminuye.
pH: protones tiene un efecto negativo. Una hipoxia ocasiona la hiperventilación:aumento del pH en la hemolinfa.
CO2 puede aumentar la afinidad.
Cambios en salinidad o desecación: aumenta en valor extremo.
Sulfuro y tiosulfato: Se incrementa la afinidad por el O2.



FAMILIA GÉNICA DE LAS GLOBINAS DE VERTEBRADOS
HEMOGLOBINA

CITOGLOBINA
NEUROGLOBINA
Orgánicos:
Lactato: efector positivo,
Urato y purinas: urato aumentó la afinidad.
Afinidad de la hemocianina es 40 veces mayor para el urato que para el lactato.
Neurohormonas: Variedad de monoaminas, actuando como neurohormonas, aumentan la afinidad por el oxígeno de la hemocianina. La dopamina.

MIOGLOBINA
Factor no identificado
Factor plasmático disminuye la afinidad.
Facilita el transporte de dióxido de carbono.
EVOLUCIÓN DE HEMOCIANINAS Y HEMERITRINAS
Serpúlidos
Espirógrafo
Sabélidos
Sipuncúlido
Branquiópodos
Priapúlido
Magenólido
Proteína globular
con altas
concentraciones
en los glóbulos rojos
El eritrocito
tiene cientos
de hemoglobinas
PREGUNTAS
HEMOCIANINAS
RESPIRATORIAS
DE MOLUSCOS
(TIROSINASAS)
HEMOCIANINAS
RESPIRATORIAS
DE ARTRÓPODOS
HEMERITRINAS
EVOLUCION CONVERGENTE
Las enfermedades más comunes asociadas a las globinas afectan a la estructura de la coenzima (Verdadero o falso)
Las neuroglobinas y citoglobinas presentan 6 enlaces en lugar de 5 entre la cadena aminoacídica y el grupo hemo. Esta pecularidad se conoce como hexacoordinación (verdadero o falso)
BIBLIOGRAFÍA
Páginas web:
http://sts-sinauer.com/animalphys3e/boxex24.04.html
http://www.ptglab.com/products/CYGB-Antibody-13317-1-AP.htm
rcsb.org/pdb/home/home.do

Artículos:
Oleksiewicz et al, cytoblobin has bimodal: tumour suppressor and oncogene functions in lung cancer cell lines,
Human Molecular Genetics
, 2013.
C. R. BRIDGES. Modulation of Haemocyanin oxigen affinity: properties and physiological implications in a changing world. The Journal of Experimental Biology, 204. 1021-1032. 2001.
El oxígeno es un ligando de la hemoglobina
Catostomus clarkii
Jonh Kendrew
Las temperaturas bajas reducen los índices metabólicos y las necesidades de O2 del pez
Libros:
Richard W. Hill, Gordon A. Wyse
Ed. Médica Panamericana, 2006. Fisiología animal
Richard W. Hill. Ed. Reverté, 2007. Fisiología animal comparada: un enfoque ambiental.
¿
Qué globina comparten las hemoglobinas fetales y adultas?
El oxígeno se une al grupo hemo en la histidina proximal. (Verdadero o falso)
El oxígeno se une en la sexta posición de coordinación del grupo hemo.
La HbF ->
Alfa
y Gamma- globina
La HbA->
Alfa
y Beta- globina
Las hemocianinas tiene en su sitio de fijación al oxígeno dos átomos de:
Hierro
Cobre
Magnesio
El lactato es un modulador de la afinidad de la hemociana inorgánico:
Verdadero
Falso
Cobre
Falso. Se trata de un modulador orgánico de la afinidad de la hemocianina por el oxígeno. Es un efecto positivo, aumenta la afinidad.
VERDADERO
FALSO
Azul: anemia falciforme
Verde: talasemia
Naranja: malaria falciparum
La neuroglobina y la beta-globina humanas son genes ortólogos (Verdadero o falso)
Falso, son genes parálogos originados por un fenómeno de duplicación génica
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