Lista 4 - H e m o g l o b i n a   –   P o r t r e t   b i a ł k a   a l l o s t e r y c z n e g o

   

- 1 z 2 - 

 

B

I O C H E M I A  

I

 

–

  Ć W I C Z E N I A

   

L I S T A   4  

 

do wykładu dr. hab. in

Ŝ

. P. Dobryszyckiego 

H e m o g l o b i n a   –   P o r t r e t   b i a ł k a   a l l o s t e r y c z n e g o  

 

1.

 

Połącz formy mioglobiny z lewej kolumny z odpowiadającymi im właściwościami z prawej kolumny.  

(a)

 

Ferrimioglobina  

 

 

(1) Żelazo na +2 stopniu utlenienia 

 

 

 

 

 

 

(2) Żelazo na +3 stopniu utlenienia  

(b)

 

Oksymioglobina 

 

 

(3) Tlen związany w szóstej pozycji koordynacyjnej żelaza 

 

 

 

 

 

 

(4) Pusta szósta pozycja koordynacyjna 

(c)

 

Deoksymioglobina 

 

 

(5) Woda związana w szóstej pozycji koordynacyjnej 

 

 

 

 

 

 

(6) Histydyna w piątej pozycji koordynacyjnej 

 

2.

 

Które z poniższych są właściwościami miejsca wiązania hemu w mioglobinie? 

(a)

 

Histydyna proksymalna jest zaangażowana w wiązanie żelaza. 

(b)

 

Utlenowanie powoduje wprowadzenie O

2 

w

 

kompleks koordynacyjny z żelazem hemu.  

(c)

 

Odzielenie hemu w niepolarnym środowisku jest ważne w zapobieganiu utlenieniu jonu żelazawego. 

(d)

 

Hem wiąże CO z atomami Fe, C i O ułożeniu liniowym.  

(e)

 

Histydyna dystalna jest zaangażowana w wiązanie żelaza.  

 

3.

 

Hemoglobina jest białkiem tetramerycznym składającym się z dwóch podjednostek polipeptydowych α 
i dwóch β. Struktura podjednostek α i β jest zauważalnie podobna do struktury mioglobiny. Jednakże 
w  wielu  pozycjach  reszty  hydrofilowe  w  mioglobinie  zostały  zastąpione  przez  reszty  hydrofobowe 
w hemoglobinie.  

(a)

 

Jak ta obserwacja może zostać pogodzona z zasadą, że reszty hydrofobowe fałdują do wnętrrza białek?  
 

(b)

 

Biorąc  to  pod  uwagę,  co  możesz  powiedzieć  o  naturze  interakcji  determinujących  strukturę 
czwartorzędową hemoglobiny?  
 

4.

 

Które z poniższych odpowiedzi kończą poprawnie zdanie?  
Hemoglobina różni się od mioglobiny tym, że… 

(a)

 

hemoglobina jest multimeryczna, a mioglobina jest monomeryczna. 

(b)

 

hemoglobina wiąże O

2

 mocniej niż mioglobina w każdym zadanym stężeniu O

2

. 

(c)

 

hemoglobina wiąże CO

2

 efektywniej niż mioglobina. 

(d)

 

współczynnik Hilla dla wiązania O

2

 jest mniejszy dla hemoglobiny niż dla mioglobiny. 

(e)

 

wiązanie  O

2

  przez  hemoglobinę  zależy  od  stężeń  CO

2

,  H

+ 

i  BPG,  natomiast  wiżanie  O

2

  przez 

mioglobinę nie. 
 
 

5.

 

Kilka  krzywych  dysocjacji  tlenu  jest  pokazanych  na  rysunku  obok. 
Zakładając,  że  krzywa  3  odpowiada  izolowanej  hemoglobinie 
umieszczonej  w  roztworze  zawierającym  fizjologiczne  stężenia  CO

2

 

i BPG  w  pH  7.0,  wskaż,  która  z  tych  krzywych  odzwierciedla 
poniższe zmiany warunków:  
 

(a)

 

Obniżone stężenie CO

2 

___________ 

(b)

 

Zwiększone stężenie BPG ___________ 

(c)

 

Obniżone pH ___________ 

(d)

 

Dysocjacja hemoglobiny na podjednostki ___________. 

 
 

 

Lista 4 - H e m o g l o b i n a   –   P o r t r e t   b i a ł k a   a l l o s t e r y c z n e g o

   

- 2 z 2 - 

 

6.

 

Połącz parametry z lewej kolumny z odpowiednimi definicjami z prawej kolumny.  

(a)

 

Współczynnik Hilla (n) __________    

(1) Cząstkowe wysycenie miejsc wiążących tlen 

(b)

 

(pO

2

/P

50

)

n

_____________________ 

 

(2) pO

2

 przy połowicznym wysyceniu hemu tlenem 

(c)

 

P

50

 __________________________ 

 

(3) Stosunek oksyhemu do deoksyhemu 

(d)

 

Y ___________________________    

(4) Kooperatywność wiązania tlenu 

 
 

7.

 

BPG (2,3-bisfosfoglicerynian) odgrywa istotną rolę w adaptacji do dużych wysokości. Jaki jest efekt 
wzrostu  poziomu  BPG  na  ilość  tlenu  transportowanego  do  mięśni  u  osoby  żyjącej  na  wysokości 
10 000 stóp w porównaniu z osobą żyjącą na poziomie morza? Załóż, że wzrost poziomu BPG zmienił 
P

50

 z 26 torów na 35 torów, a na wysokości 10 000 stóp pęcherzykowe pO

2

 wynosi 67 torów, natomiast 

pO

2

  w  naczyniach  włosowatych  mięśni  wynosi  20  torów.  Na  poziomie  morza  pęcherzykowe  pO

2

 

wynosi  100  torów,  a  pO

2

  w  naczyniach  włosowatych  mięśni  wynosi  nadal  20  torów.  Załóż,  że 

współczynnik Hilla jest równy 2,8. 
 
 
 
 
 
 
 

8.

 

Wyjaśnij,  dlaczego  hemoglobina  płodowa  ma  wyższe  powinowactwo  do  tlenu  niż  hemoglobin  matki 
oraz dlaczego ta adaptacja jest konieczna.  
 
 
 

9.

 

Prostetyczna  grupa  hemowa,  znajdująca  się  w  hemoglobinie  i  mioglobinie,  znajduje  się  także 
w cytochromach  b  i  c,  które  są  białkami  przenoszącymi  elektrony  w  łańcuchu  transportującym 
elektrony.  Jak  ta  sama  grupa  prostetyczna  może  pełnić  tak  różne  funkcje  jak  wiązanie  tlenu 
i transport elektronów?  

 
 

10.

 

Glutation  jest  tripeptydem  składającym  się  z  kwasu  glutaminowego,  cysteiny  i  glicyny.  Występuje 
obficie  w  ludzkich  erytrocytach  jak  również  w  wielu  typach  tkanek.  Zredukowany  glutation  (GSH) 
pełni  rolę  czynnika  redukującego  w  tkankach,  ponieważ  grupy  –SH  jego  łańcucha  bocznego  mogą 
być  łatwo  utlenione  do  mostków  dwusiarczkowych.  Jeśli  glutation  nie  jest  utrzymywany 
w erytrocytach stale w formie zredukowanej, w przeciwieństwie do formy utlenionej, tracą one swoją 
zdolność do efektywnego transportu tlenu. Jak myślisz, dlaczego tak jest?  

 
 
 
 
 

11.

 

Pod  jakim  względem  defekty  molekularne  w  talasemiach  i  nieprawidłowych  hemoglobinach,  takich 
jak HbS, mogą być podobne?  

(a)

 

Defekty molekularne występują poza DNA kodującym białko.  

(b)

 

Defekty molekularne skutkują powstaniem kodonu stop, który powoduje produkcję krótkiego fragmentu 
białka. 

(c)

 

Defekty molekularne skutkują podstawieniem jednogo aminokwasu innym. 

(d)

 

Defekty molekularne występują wewnątrz genów strukturalnych.  

(e)

 

Defekty  molekularne  skutkują  mutajami  ramki  odczytu,  które  powodują  produkcję  dużego  bloku 
zmienionych aminokwasów w białku. 

(f)

 

Defekty molekularne wynikacją z delecji genu kodującego białko.