103602785-Proteinas-Especializadas

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO 2012

1 BIOQUMICA I

PROTENAS ESPECIALIZADAS

1) COLGENO:

El colgeno es una importante protena estructural presente en numerosos tejidos y que participa en

diversos procesos patolgicos. Ms del 30% de la protena del organismo humano es colgeno, lo

cual hace de ella la protena ms abundante con gran diferencia. La tabla 2.8 ofrece una lita del

contenido en colgeno y elastina de distintos tejidos. Los rganos blandos como el hgado

contienen slo pequeas cantidades de colgeno, mientras que los tejidos ms duros, como la piel y

los tendones, se hallan integrados casi enteramente por colgeno. Ello responde al papel estructural

de esta protena (tabal 2.9). Aunque la mayor parte del colgeno en el adulto es metablicamente

estable, no es ni muchos menos inerte. La piel, por ejemplo, se halla sujeta a un proceso continuo de

descamacin y resntesis. Por otro lado, el colgeno cambia considerablemente durante el

crecimiento, el desarrollo y la morfognesis. Tambin es importante en los procesos de reparacin,

como la formacin de tejido cicatricial en el proceso de curacin de las heridas. Su papel exacto en

la regulacin de esos procesos queda por aclarar (1)

.

Tabla 2.8 Contenido en colgeno y elastina de algunos tejidos (g100g de peso seco)

TEJIDO COLAGENO ELASTINA

Hueso, desmineralizado 88.0

Tendn de Aquiles 86.0 4.4

Piel 71.9 0.6

Crnea 68.1

Cartlago 46-63

Ligamento 17.0 74.8

Aorta 12-24 28-32

Hgado 3.9

ESTRUCTURA PRIMARIA:

Los primeros estudios revelaron que la molcula de colgeno es muy grande y posee una peculiar

composicin de aminocidos. Ms de un tercio de sus residuos aminoacdicos son glicina, y

alrededor del 20% son prolina o hidroxiprolina. De todas las protenas estudiadas, slo la elastina

presenta una concentracin tan elevada de glicina. Los derivados hidroxilados de la lisina y la

prolina son casi exclusivos del colgeno. La elastina contiene una cantidad menor de hidroxiprolina,

pero existe el aminocido esencial triptfano, de manera que el colgeno es una protena de valor

biolgico cero. Tampoco contiene cistina, de modo que no existe ningn enlace disulfuro.


2 BIOQUMICA I

SUBUNIDADES DE COLGENO:

Cuando se procede a calentar ligeramente en cido diluido las fibras de colgeno, stas se disocian

y entran en solucin. Si se enfra la solucin. Las fibras se reconstituyen; sin embargo, si se deja

hervir se forma gelatina, siendo la desnaturalizacin irreversible. La ultracentrifugacin de la

solucin acida caliente separa la mezcla en tres fracciones, designadas como , y . La

denominada fraccin tiene un peso molecular que duplica el de la fraccin , y la fraccin es

tres veces mayor que la fraccin . Esta ltima es la unidad polipeptdica bsica que, cuando se une

mediante enlaces covalentes de una forma dimrica, da lugar a la fraccin y, cuando se une de

forma trmerica, a la fraccin . Varias cadenas separadas difieren por la composicin

aminoacdica, pero son aproximadamente del mismo tamao. Tienen pesos moleculares de 97000 y

se designan de forma abreviada como 1 y 2. El colgeno comn de la piel consiste en dos

cadenas de 1 y una cadena de 2 enroscadas para formar una hlice triple denominada

tropocolgeno. El grado de enlaces cruzados en el tropocolgeno puede variar, de manera que

pueden estar presentes distintas proporciones de formas , y (1).

Tabla 2.9 Forma fsica del colgeno en diferentes tejidos

TEJIDO DISPOSICIN DE FIBRILLAS Y

MICROFIBRILLAS*

Tendn Haces paralelos

Cartlago Asociado a mucopolisacaridos, disposicin de

microfibrillas no es clara

Piel Lminas planas de microfibrillas dispuestas en

capas formando muchos ngulos

Crnea Lminas planas cruzadas para una mayor

resistencia

*Las fibras pueden observarse a simple vista, las fibrillas mediante microscopio ptico y las

microfibrillas nicamente con microscopio electrnico.

ESTRUCTURA TERCIARIA Y CUATERNARIA:

Ninguna de las tres unidades proteicas de tropocolgeno posee conformaciones -helicoidales

porque contienen una elevada proporcin de residuos L-prolico e hidroxil-L-prolico. Adems, la

gran proporcin glicilo que por s solos desestabilizaran la hlice , estn dispuestos en unidades

uniformemente repetidas, de forma que contribuyan a una conformacin ms extendida y hagan

posible un nmero mayor de enlaces hidrgeno entre cadenas adyacentes. Cada una de estas

cadenas polipeptdicas posee una estructura helicoidal levgira (no una hlice ), y tres de ellas se

enrollan entre s para formar una hlice dextrgira, como una cuerda de tres cabos. As, la secuencia

no habitual de aminocidos del colgeno es directamente responsable de la creacin de la triple

hlice del tropocolgeno.


3 BIOQUMICA I

Los datos secuenciales revelan que en las regiones ms polares de las cadenas , el tripptido Gly-

X-Y se repite una y otra vez. Los smbolos X e Y designan aminocidos distintos de la glicina. El

tripptido Gly-X-Hyp es otra secuencia habitual; aqu, Hyp es la abreviatura de la hidroxi-L-

prolina. Los pequeos residuos de glicina se hallan estrechamente empaquetados por interacciones

hidrofbicas enfrentadas en el centro de la triple hlice. Cada hidrgeno del grupo NH- de la

glicina se une a un grupo carbonilo de un aminocido en la posicin X de una cadena adyacente.

Los aminocidos cargados y aquellos con grupos voluminosos se encuentran en la parte exterior de

la hlice.

El tropocolgeno es el material del que estn constituidas las microfibrillas de colgeno. La triple

hlice es una varilla de aproximadamente 3.000 x 15 . Estas varillas se alinean de forma paralela y

solapada (1)

.

ALTERACIONES DEL COLGENO:

Sndrome de Alport:

Es una afeccin gentica provocada por la alteracin en la sntesis de colgeno tipo IV, que

se caracteriza por la presencia de hematuria que lleva a la insuficiencia renal, sordera

neurosensorial y ocasionalmente alteraciones oculares. No existen hasta el momento

asociaciones cutneas descritas en este sndrome.


4 BIOQUMICA I

Sndrome de Ehlers- Danlos:

Se caracteriza este sndrome por una hiperelasticidad cutnea y una hiperlaxitud

ligamentaria. Se distinguen varios tipos dentro de esta afeccin, en funcin del trastorno

especifico de la si tesis del colgeno.

En el tipo IV, existe un dficit relativo o absoluto de colgeno de tipo III

(constituyente menor de la piel y de otros tejidos). Este dficit es el responsable de

una fragilidad cutnea, intestinal y vascular, que puede provocar una muerte sbita

por rotura intestinal o por rotura de un vaso de grueso calibre.

El tipo V corresponde a un dficit de lisiloxidasa. Esta enzima hace posible, a

partir de la lisina y la hidroxilisina, la formacin de los aldehdos de los

enlaces transversales. La consecuencia es una fragilidad de la piel y una

perturbacin de los procesos de cicatrizacin.

En el tipo VI, la insuficiencia de los grupos hidroxilisina, secundaria al dficit de

lisilhidroxilasa, fragiliza los enlaces transversales de las fibras colgenas. Los

pacientes presentan entonces escoliosis graves, luxaciones recidivantes e

hiperlaxitud cutnea y ligamentosa.

El tipo VII se caracteriza por el dficit de una de las enzimas de escisin. Las

cadenas que se constituyen no presentan el tamao normal, sino que son de talla

intermedia entre las cadenas proalfa y ala. La sintomatologa es similar a la del

tipo VI. (2)

Dermatosparaxis:

Esta afeccin se da en los ovinos y bovinos consanguneos y se debe a la misma alteracin

enzimtica descrita en el tipo VII. El colgeno de la piel de estos animales est

constituido por cadenas proalfa en las que la prolongacin terminal no ha sido escindida.

Las fibras que se sintetizan son frgiles e irregulares. En la mayora de los casos, los

animales mueren rpidamente como consecuencia de importantes desgarros cutneos

provocados por traumatismos incluso mnimos (2)

.


5 BIOQUMICA I

Osteognesis imperfecta:

Un dficit relativo o absoluto de la sntesis del colgeno de tipo 1 sera el responsable de

esta afeccin gentica del colgeno, de la que existen al parecer varios tipos. Se

acompaa siempre de fragilidad sea y frecuentemente de hiperlaxitud cutnea y articular (2)

.

Enfermedad de Marfn:

Se piensa que la responsable de esta afeccin hereditaria, de transmisin autosmica y de

incidencia variable, sera una anomala de los enlaces transversales de la molcula de

colgeno. Los signos principales son: longitud excesiva de los miembros (con

aracnodactilia), hiperlaxitud ligamentosa, escoliosis y trax en embudo.


6 BIOQUMICA I

Pueden asociarse igualmente: miopa, luxacin del cristalino y diversas malformaciones

cardiovasculares, del tipo de aneurisma, diseccin artica e insuficiencia valvular (2)

.

Escorbuto:

Esta enfermedad adquirida es secundaria a un dficit de cido ascrbico. Ahora bien,

el cido ascrbico interviene en varias reacciones enzimticas y su presencia es

indispensable para la constitucin de la hidroxiprolina. La carencia de este

aminocido, necesario para la formacin de la triple hlice, viene a alterar, pues, la

sntesis de las fibras colgenas. El sntoma ms importante es una deficiencia de los

procesos de cicatrizacin por insuficiencia de colgeno (ausencia de cicatrizacin de las

heridas y reapertura de cicatrices antiguas) (2)

.

Esclerodermia:

La esclerodermia es una de las formas ms graves dentro de las afecciones secundarias a

un trastorno del colgeno. Esta enfermedad se caracteriza por la acumulacin de depsitos

excesivos de colgeno en los tejidos. El trastorno consiste, al parecer, en una aceleracin

de la sntesis y de los depsitos de colgeno, que conduce a una proliferacin

maligna de las fibras colgenas. En esta afeccin, que no es gentica, la alteracin del

mecanismo de regulacin de la sntesis del colgeno no sera secundaria a un trastorno

primitivo de sta, sino que obedecera a otra causa (presencia de un virus lento, presencia

autoinmunitaria anormal, trastorno del sistema cardiovascular). La enfermedad comienza

progresivamente, interesa primero la piel a nivel de las manos y se extiende a continuacin

al tejido subcutneo y a los diferentes rganos, principalmente el corazn, los pulmones y

los riones. La evolucin es habitualmente fatal (2)

.


7 BIOQUMICA I

2) MIOGLOBINA:

ESTRUCTURA:

La mioglobina, una cadena polipeptdica sencilla con peso molecular de 17000,

tienen diferencias notables en su distribucin espacial. La superficie es polar y el

interior ni polar, patrn caracterstico de las protenas globulares. Aparte de los dos

residuos His que participan en el enlace del oxigeno, el interior de la mioglobina solo

contiene residuos no polares (1)

.

Posee mayor afinidad por el oxigeno que la hemoglobina, lo que le permite un

transporte ms eficaz del oxigeno de la sangre hacia los tejidos (2)

.

Es una molcula compacta y casi esfrica que mide 4.5- 3.5 2.5 nm. No obstante, su

conformacin es atpica. Para facilitar la referencia a regiones particulares de las

estructuras secundaria y terciaria de un polipptido, a cada una de las hlices , hojas

o asas, se le asignan un nmero o una letra a partir del terminal amino de dicho

polipptido. Casi 75% de los residuos se presentan en 8 hlices dextrgiras, con

una longitud entre 7 y 20 residuos. Empezando por la terminal amino, tales hlices se

denominan de la A hasta la H. las regiones interhelicoidales se identifican mediante

las letras de las dos regiones helicoidales a las cuales unen (1)

.

Los residuos bastante lejanos en la estructura primaria (p.ej., en hlices diferentes)

pueden quedar, espacialmente, muy cercanos entre s; por ejemplo, los residuos His

F8 (proximal) y E7 (distal).

Las estructuras secundaria y terciaria de la mioglobina en solucin semejan bastante

a la de la mioglobina cristalina. Presentan espectros de absorcin prcticamente


8 BIOQUMICA I

idnticos. La mioglobina cristalina enlaza oxigeno, y la cantidad de hlices en

solucin (estimada mediante dispersin ptica rotatoria y dicrosmo circular) se

aproxima bastante a la revelada por anlisis cristalogrfico con rayos X.

Se pliega dando una molcula prcticamente esfrica muy compacta con un hueco en

el interior donde se sita el grupo prosttico hemo, lugar de unin al oxigeno. El

hemo se une de forma no covalente en la hendidura hidrofbica o bolsillo hemo1.

En la mioglobina, el Fe2+ forma tambin un complejo con un tomo de nitrgeno del

imidazol de un residuo de histidina en la cadena proteica. La mioglobina puede

reaccionar con el O2 para formar oximioglobina (MbO2), que se halla en equilibrio

con la deoximioglobina (Mb) (2)

.

Mb + O2 MbO2

La situacin del equilibrio depende de la concentracin de O2 en el sistema. Por

consiguiente, la mioglobina puede considerarse un deposito de de reserva de O2. Se

encuentran en gran parte en forma de oximioglobina cuando la concentracin de O2

en el lquido celular es alta, pero cuando el aporte de O2 disminuye, la oximioglobina

libera el O2fijado para su uso por las clulas (2)

.

Modelo de la mioglobina a baja resolucin. Se

muestran solo los tomos de los carbonos . Las

regiones de la hlice se designan de la A hasta la

H1.

FUNCIONES:

La mioglobina del tejido muscular rojo almacena oxigeno, el cual, bajo

condiciones de deprivacin de este (p.ej., ejercicio intenso), se libera para su

utilizacin por las mitocondrias para llevar a cabo la sntesis del ATP, dependiente

de oxigeno.

Sirve como un reservorio y acarreador de oxigeno, incrementado la velocidad de

transporte de O2 en la clula muscular.


9 BIOQUMICA I

Es el principal pigmento de la carne, y el color de este producto depende

fundamentalmente del estado en que se encuentre la mioglobina (1)

.

IMPORTANCIA:

Almacena oxigeno como reserva contra la privacin de esta en el musculo estriado que se

libera para que las mitocondrias del musculo esqueltico lo utilices en la sntesis aerbica

de ATP. Cuando el oxigeno se une a la mioglobina, el enlace entre el primer tomo de

oxigeno y el Fe 2+ es perpendicular al plano del anillo hem. El enlace que une el primero y

segundo tomo de oxigeno yace a un ngulo de 121 al plano del hem, lo que orienta al

segundo oxigeno en direccin contraria a la histidina distal (His E7). El grupo hem se una

al monxido de carbono con una fuerza de 25 000 veces mayor que la que le une al

oxigeno. Dado que el monxido de carbono est presente en pequeas cantidades en la

atmosfera y surge en algunas clulas por el catabolismo del grupo hem, el monxido de

carbono no desplaza totalmente al oxigeno porque la apoproteinas de la mioglobina crean

un ambiente adverso reduciendo la fuerza de unin hem-CO en 200 veces al no ubicarse

correctamente el CO por impedimento esterico por la histidina distal. (1)

ALTERACIONES:

Mioglobinuria:

Despus de una lesin extensa por aplastamiento, la mioglobina liberada de las fibras del musculo

daado dan a la orina un color rojo oscuro. La mioglobina se detecta en el plasma despus de un

infarto del miocardio, pero el anlisis de enzimas sricas proporciona un ndice ms sensible de

lesin del miocardio. (1)


10 BIOQUMICA I

3) HEMOGLOBINA:

La hemoglobina, una protena tetramrica de los eritrocitos, transporta a el o2 y devuelve el co2 y

protones a los pulmones, su estructura tetramrica es la que permite interacciones cooperativas que

son centrales para su funcin. Por ejemplo el 2,3-bisfosfoglicerato promueve la liberacin eficaz del

O2 al estabilizar la estructura cuaternaria de la desoxihemoglobina. Protenas como la hemoglobina

y mioglobina ilustran tanto las relaciones estructura-funcin de las protenas como la base

molecular de enfermedades genticas como la anemia falciforme y las talasemias (3)

.

Sus cuatro cadenas polipeptdica tienen un grupo HEMO el cual contiene un tomo de Fe capaz de

unirse de forma reversible a una molcula de oxigeno. El grupo HEMO est formado por:

1. Unin del succinil coA, antes formado en el ciclo de krebs, al aminocido glicina formando un

grupo pirrol.

2. Cuatro grupos pirrol se unen formando a la protoporfirina IX.

3. La protoporfirina se une a un ion ferroso Fe2+

formando el grupo HEMO.

La hemoglobina presente en los adultos (HbA) tiene dos cadenas y dos cadenas . La cadena

consiste de 141 aminocidos y una secuencia especfica, mientras que la cadena consiste de 146

aminocidos con una estructura primaria diferente. Estas cadenas son codificadas por genes

diferentes y tienen estructuras primarias diferentes. Las cadenas y de la hemoglobina tienen un

75% de hlices alfa como estructura secundaria. Cada cadena polipeptdica de la hemoglobina est

unida a un grupo hemo para formar una subunidad. Las cuatro subunidades de la hemoglobina en su

estructura cuaternaria forman un tetraedro. Y sus subunidades se unen entre ellas por puentes de sal,

que estabilizan su estructura.


11 BIOQUMICA I

El grupo hemo est localizado en un hoyuelo entre dos hlices de la cadena de la globina y a su vez

est protegido por un residuo de valina. Los grupos vinilo, no polares del grupo hemo se encuentran

en el interior hidrofbico del hoyuelo, mientras que los grupos profirina polares cargados se

encuentran orientados hacia la superficie hidroflica de la subunidad. Tambin se encuentran

residuos de histidina de las cadenas polipeptdicas, que se enlazan al tomo de hierro y se designan

como histidinas proximales, ya que estn presentes cerca al grupo hemo. Mientras que la histidina

distal se encuentra lejos del grupo hemo. El tomo de hierro se encuentra en el centro del anillo de

profirina y tiene seis valencias. El hierro est unido al nitrgeno de los cuatro anillos de pirrol por

cuatro de sus valencias, su quinta valencia se une al nitrgeno de la histidina proximal y la sexta

est ocupada por la histidina distal o por oxgeno.

El comportamiento cooperativo de la hemoglobina es indispensable para un transporte eficiente del

oxgeno dentro del cuerpo. En los pulmones, la hemoglobina se satura en un 98% de oxgeno. Esto

quiere decir que un 98% de los sitios de enlace de cada molcula de hemoglobina estn enlazados a

una molcula de oxgeno. Al movilizarse la hemoglobina por la sangre, libera el oxgeno a las

clulas, y su nivel de saturacin se reduce a un 32%. Esto quiere decir que un 66% (98% - 32% =

66%) de los sitios de enlace de la hemoglobina contribuyen al transporte y descarga de oxgeno. Si

una protena, que no presenta un comportamiento de enlace cooperativo realiza el mismo trabajo

que la hemoglobina su eficiencia se ver reducida notablemente, por ejemplo la mioglobina tiene

una eficiencia del 7%.

Se puede explicar la cooperatividad de la hemoglobina a partir de distintos modelos. Se han

desarrollado 2 modelos diferentes. El modelo concertado (Modelo MWC) explica que la

hemoglobina tiene nicamente 2 formas: el estado T y el estado R. Al enlazarse con un ligando, el

equilibrio cambia entre estos 2 estados. La desoxihemoglobina se considera en estado T. Pero al

enlazarse un oxgeno, el estado R est muy favorecido. En este estado se favorece fuertemente el

enlace de ms oxgenos. En este modelo, cada tetrmero puede existir exclusivamente en dos

estados (T o R). En cambio el modelo secuencial explica que la unin de un oxgeno a la

hemoglobina favorece la unin de ms oxgenos, pero no significa un cambio total del estado T al

estado R. (4)

Funciones :(5)

La hemoglobina presenta una funcin de transporte, transporte del oxgeno y del anhdrido

carbnico.

La hemoglobina se une reversiblemente al oxgeno para formar oxihemoglobina. Una

molcula de Hb reacciona con cuatro de oxgeno:

La reaccin es altamente dependiente de la presin parcial de oxgeno (PO2) en el medio.

Un aumento de la presin estimula la formacin de oxihemoglobina mientras una

disminucin contribuye a la disociacin de Hb y oxgeno.

A la presin parcial de 100 mm de Hg o Torrs de oxgeno existente en aire alveolar, la

hemoglobina se satura casi completamente con oxgeno, es decir cerca del 100% de la

hemoglobina se transforma en oxihemoglobina.

La hemoglobina participa tambin en el transporte de anhdrido carbnico.

Aproximadamente 5% del total de CO2 movilizado en la sangre y liberado en los pulmones

es transportado en forma de carbamino.

Cuando la sangre llega a los pulmones, la formacin de oxihemoglobina favorece la

liberacin del CO2 del carbamino.

El resto es convertido en bicarbonato e iones de hidrgeno.


12 BIOQUMICA I

IMPORTANCIA (6)

Prcticamente todo el oxgeno transportado por la sangre en los animales es unido y llevado

por la hemoglobina de los eritrocitos (glbulos rojos sanguneos). Los eritrocitos humanos

normales son discos bicncavos pequeos de 6 a 9 um de dimetro.

Se forma a partir de clulas madre precursoras llamadas hemocitoblastos. En el proceso de

maduracin, las clulas madre generan clulas hijas que producen grandes cantidades de

hemoglobina y a continuacin pierden sus orgnulos intracelulares.

Los eritrocitos son por lo tanto clulas vestigiales incompletas, incapaces de reproducirse y

en los humanos destinadas a sobrevivir durante tan solo unos 120 das: su principal funcin

es transportar hemoglobina, la cual esta disuelta en su citosol a una concentracin muy alta.

En la sangre arterial que pasa de los pulmones a travs del corazn para ir a los tejidos

perifricos, la hemoglobina est saturada con oxgeno en un 96%.

En la sangre venosa que vuelve al corazn la hemoglobina est saturada solo en un 64%.

Por lo tanto cada 100 ml de la sangre que pasa a travs de los tejidos libera

aproximadamente un tercio del oxgeno que transporta, o 6,5ml de O2 gaseoso a presin

atmosfrica y a temperatura fisiolgica.

La hemoglobina (Hb) con sus mltiples subunidades y sitios de fijacin a O2, est mejor

preparada que la mioglobina (Mb) para el transporte de oxgeno. Las interacciones entre las

subunidades de la hemoglobina provocan cambios conformacionales que alteran la

afinidad de la protena por el oxgeno.

Es una protena tetramrica que contiene cuatro grupos prostticos hemo, uno asociado a

cada una de las cadenas polipeptdica.

La hemoglobina de un adulto contiene dos tipos de globinas, dos cadenas alfa (141 residuos

cada una) y dos cadenas beta (146 residuos cada una), adems sus estructuras son muy

similares a la mioglobina

La hemoglobina posee dos conformaciones principales: el estado R (relajado) y el estado T

(tenso) el cual est estabilizado por un mayor nmero de pares inicos. A pesar de que el

oxgeno se une a la hemoglobina en cualquiera de estos dos estados tiene una afinidad

considerablemente mayor por la hemoglobina en estado R.

La hemoglobina tiene la propiedad de ir de un estado de bajo afinidad (estado T) a un

estado de alta afinidad (estado R) a medida que se le unen ms molculas de oxgeno.

La primera molcula de O2 que interacciona con la desoxihemoglobina se une dbilmente,

debido a que se une a una subunidad en el estado T. sin embargo, esta unin conduce a

cambios conformacionales que son comunicados a las subunidades adyacentes, haciendo

ms fcil la unin de molculas adicionales.

Es una protena alsterica porque posee otras formas o conformaciones inducidas por la

unin de ligandos conocidos como moduladores.

Los cambios conformacionales inducidos por los moduladores interconvierten formas ms

activas y menos activas de las Protenas. Cuando el ligando normal y el modulador son

idnticos la interaccin se denomina homotrpica. Cuando el modulador es una molcula

diferente del ligando normal la interaccin es heterotrpica.

Transporta casi todo el oxgeno necesario para las clulas de los pulmones a los tejidos.


13 BIOQUMICA I

Transporta dos productos finales de la respiracin celular (H y CO2) de los tejidos a los

pulmones y los riones, donde son excretados. El CO2 producido por la oxidacin de

combustibles orgnicos en la mitocondria se hidrata para formar bicarbonato:

CO2 H2O H HCO3

Esta reaccin es catalizada por la anhidrasa carbnica, una enzima particularmente

abundante en los eritrocitos. El dixido de carbono no es demasiado soluble en solucin

acuosa y, de no ser convertido en bicarbonato, se formaran burbujas de CO2 en los tejidos

y en la sangre. La unin de oxgeno a la hemoglobina se ve muy afectada por el pH y la

concentracin de C02, por lo que la interconversin de CO2 y de bicarbonato es de gran

importancia para la regulacin de la unin de oxgeno y su liberacin en la sangre.

La hemoglobina transporta alrededor del 40% del total de H y del 15% al 20% de CO2

formado en los tejidos hacia los pulmones y los riones. La unin del H CO2 esta

inversamente relacionada con la unin de oxgeno. Con un pH relativamente bajo y altas

concentraciones de CO2 en los tejidos perifricos, la afinidad de la hemoglobina por el

oxgeno disminuye a medida que se unen H y CO2 y se libera oxgeno a los tejidos. A su

vez, a medida que se excreta el CO2 en los capilares pulmonares y aumenta

consecuentemente el pH de la sangre, la afinidad de la hemoglobina por el oxgeno aumenta

y la protena une ms CO2 para el transporte a los tejidos perifricos. Este efecto del pH y

del CO2 sobre la unin y libracin del oxgeno por la hemoglobina es llamado efecto Bohr.

La hemoglobina tambin une CO2, una vez ms de modo inversamente proporcional a la

unin de oxgeno. El CO2 se une en forma de grupo carbamato al grupo alfa amino del

extremo amino- terminal de cada cadena de globina, formando carbamino hemoglobina.

La hemoglobina contiene una cantidad significativa de BPG unido, cuya eliminacin

completa resulta difcil. Se sabe que el 2,3 bifosfoglicerato reduce de manera considerable

la afinidad de la Hb por el O2: hay una relacin inversa entre la unin de O2 y la unin

BPG. Por tanto podemos describir el proceso de unin para la Hb:

HbBPG O2 HbO2 BPG

ALTERACIONES (6)

La anemia falciforme es una enfermedad molecular de la Hb.

La gran importancia de la secuencia de aminocidos para determinar las estructuras

secundaria, terciaria y cuaternaria de las Protenas globulares y por lo tanto sus funciones

biolgicas se demuestra muy claramente en el caso de la anemia falciforme, una

enfermedad hereditaria humana. Se conocen ms de 500 variantes genticas de la Hb en la

poblacin humana con pocas excepciones, se tratan de variantes muy raras. La mayora de

estas variantes se deben a diferencias en un nico aminocido. Los efectos sobre la

estructura y funcin de la Hb suelen ser muy pequeas, aunque a veces pueden llegar a ser

extraordinarios. Cada variante de Hb es el producto de una alteracin gentica.

La anemia falciforme es una enfermedad gentica en la cual un individuo ha heredado el

alelo para esta enfermedad de ambos progenitores. Los eritrocitos de estos individuos son

anormales y menos numerosos. Adems de haber un nmero extraordinariamente de clulas

inmaduras, la sangre contiene muchos eritrocitos alargados, delgados y con forma de media

luna que asemejan la hoja de una hoz. Cuando se desoxigena la hemoglobina de las clulas


14 BIOQUMICA I

falciformes (llamada hemoglobina S) esta pasa a ser insoluble y forma polmeros que se

agregan en fibras tubulares. La hemoglobina normal (hemoglobina A) sigue siendo soluble

cuando se desoxigena. Las fibras insolubles de la hemoglobina S desoxigenada son las

responsables de la deformacin en forma de hoz de los eritrocitos y la proporcin de clulas

falciformes aumenta en gran medida cuando se desoxigena la sangre.

Las propiedades alteradas de la Hb S son el resultado de la sustitucin de un nico

aminocido, una Val en lugar de un Glu en la posicin 6 de las dos cadenas . La

sustitucin del Glu por la Val crea un punto de contacto hidrofbico pegajoso en la

posicin 6 de la cadena , que se sita en la superficie exterior de la molcula. Estos puntos

hidrofbicas hacen que las molculas de la desoxihemoglobina S se asocien anormalmente

entre ellas, formando los largos agregados fibrosos caractersticos de esta enfermedad.

Los individuos que reciben el alelo de uno solo de sus progenitores y que por tanto son

heterocigotos sufren una enfermedad ms leve llamada rasgo de la anemia falciforme, en

estos casos solo un 1% de sus eritrocitos son falciformes en estado de desoxigenacin.

Estos individuos pueden tener una vida completamente normal si evitan el ejercicio

vigoroso u otros esfuerzos sobre el sistema circulatorio.

Las personas con anemia falciforme sufren crisis recurrentes provocadas por el ejercicio

fsico. Se sienten dbiles, tienen vrtigo y les falta aire, adems de sufrir un aumento del

pulso y soplos cardiacos. El contenido en Hb de su sangre es solo la mitad del normal de 15

a 16g/100ml, debido a que los eritrocitos falciformes son muy frgiles y se rompen con

facilidad, lo que provoca una anemia.

Las personas con anemia falciforme suelen morir durante la infancia sino reciben

tratamiento mdico. Sin embargo, el alelo de la anemia falciforme es sorprendentemente

comn en algunas partes de frica (6).


15 BIOQUMICA I

4.) FIBROINA DE LA SEDA:

La fibrona, la protena principal de la seda, est constituida por 2 estructuras de hoja plegada

antiparalelas ordenadas en numerosas capas superpuestas. Como en las hojas plegadas las cadenas

laterales de los aminocidos se orientan perpendicularmente hacia arriba y hacia abajo, entre las

lminas caben solo cadenas laterales compactas. En realidad, la fibrona est compuesta por ms de

80% de glicina, alanina y serina, los tres aminocidos con las cadenas laterales ms pequeas. Una

secuencia de aminocidos repetitiva tpica es (Gli-Ala-Gli-Ala-Ser) (7)


16 BIOQUMICA I

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS:

1. MURRAY RK, GRANNER DK, RODWELL VW, Y MAYES PA. (2001): Bioqumica

de Harper. 15ava

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