Mistä hemoglobiinimolekyyli koostuu
Hemoglobiini (Hb) on monimutkainen rautaa sisältävä proteiini, jota löytyy punasoluista. Juuri hän on punasolujen pääkomponentti ja antaa heille luonteenomaisen punaisen värin. Tämä on yksi veren tärkeimmistä komponenteista, koska hemoglobiinin päätehtävänä on hapen siirtyminen keuhkojen alveoleista koko kehon soluihin sekä hiilidioksidi vastakkaiseen suuntaan (keuhkoihin)..
Yksi punasolu sisältää noin 400 000 000 hemoglobiinimolekyyliä..
Hemoglobiinin molekyylipaino on 66 800 g / mol (66,8 kDa)..
Hemoglobiinin rakenne
Hemoglobiinimolekyylin rakenne on yksinkertainen - se sisältää vain 2 komponenttia:
Hem on luonnollinen pigmentti, joka sisältää porfyriini- ja rautayhdistettä. Hemin kokonaisosuus hemoglobiinin rakenteessa on vain 4%. Raudan kulkeutuvaan hemoglobiiniin on Fe2-valenssi+.
Hemin molekyylipaino on 616,5 g / mol.
Vahvien hapettimien (vapaiden radikaalien) läsnäolo veressä johtaa rautaraudan hapettumiseen rautaksi (Fe3 +). Tässä tapauksessa heme muuttuu hematiiniksi ja hemoglobiini itsessään methemoglobiiniksi. Vain rautapitoinen rauta kykenee kiinnittämään happea ja kuljettamaan sen keuhkojen alveoleista kehon kudoksiin, joten raudan hapettuminen helmissä ja methemoglobiinin muodostuminen vaikuttaa erittäin negatiivisesti punasolujen kykyyn kuljettaa happea, mikä johtaa hypoksiin..
Antioksidantit (C-, A-, E-, seleeni jne.) Estävät methemoglobiinin muodostumista vapaiden radikaalien inaktivoitumisen seurauksena. Mutta jo muodostunut hematiini voidaan muuttaa takaisin heemiin vain erityisillä entsyymeillä - NADH- ja NADPH-methemoglobiinireduktaasilla. Juuri nämä entsyymit palauttavat methemoglobiinissa olevan Fe3 +: n Fe2 + -hemoglobiiniksi.
globiini
Globiini on albumiiniproteiini, joka muodostaa 96% hemoglobiinimassasta ja koostuu 4 ketjusta - 2 α ja 2 β.
Jokainen globiinialfaketju koostuu 141 aminohaposta, beetaketju 146 aminohaposta. Hemoglobiinimolekyylissä on kaikkiaan 574 aminohappotähdettä.
Ihmisen globiini, toisin kuin eläimen globiini, ei sisällä aminohappoja leusiini ja kystiini.
Globiinin molekyylipaino on 64 400 g / mol (64,4 kDa)..
Globiinin alfa- ja beetaketjut muodostavat 4 hydrofobista taskua, joissa 4 hemaa sijaitsee. Se on globiiniproteiinin hydrofobinen tasku, joka antaa hemen raudalle kiinnittää happea hapettamatta, ts. ilman siirtymistä Fe3 +: een. Erityisen tärkeitä hydrofobisen taskun muodostuksessa ovat 3 aminohappotähdettä: proksimaalinen histidiini, distaalinen histidiini ja valiini.
Hemoglobiini - pääveren proteiini
Hemoglobiini on osa proteiiniryhmää hemoproteiineja, jotka itse ovat kromoproteiinien alalaji ja jaetaan entsymaattisiin proteiineihin (hemoglobiini, myoglobiini) ja entsyymeihin (sytokromit, katalaasi, peroksidaasi). Niiden ei-proteiiniosa on hemi - rakenne, joka sisältää porfyriinirenkaan (koostuu 4 pyrrolirenkaasta) ja Fe2 + -ionin. Rauta sitoutuu porfyriinirenkaaseen kahdella koordinaatiolla ja kahdella kovalenttisella sidoksella.
Hemoglobiinin rakenne
Hemoglobiini A: n rakenne
Hemoglobiini on proteiini, joka sisältää 4 hemiä sisältävän proteiiniyksikön. Protomeerit on kytketty toisiinsa hydrofobisilla, ionisilla, vety- sidoksilla, samalla kun ne eivät ole vuorovaikutuksessa mielivaltaisesti, mutta tietyllä alueella - kosketuspinnalla. Tämä prosessi on erittäin spesifinen, kosketus tapahtuu samanaikaisesti kymmenissä pisteissä täydentävyyden periaatteen mukaisesti. Vuorovaikutuksen suorittavat vastakkaisesti varautuneet ryhmät, hydrofobiset kohdat, epätasaisuudet proteiinin pinnalla.
Normaalin hemoglobiinin proteiiniyksiköitä voidaan edustaa erityyppisillä polypeptidiketjuilla: a, β, y, δ, ε, ξ (kreikka, esimerkiksi alfa, beeta, gamma, delta, epsilon, xi). Hemoglobiinimolekyyli sisältää kaksi ketjua, jotka ovat erityyppisiä.
Hemi sitoutuu proteiini-alayksikköön ensinnäkin histidiinitähteen kautta raudan koordinaatiosidoksen kautta ja toiseksi pyrrolirenkaiden ja hydrofobisten aminohappojen hydrofobisten sidosten kautta. Hemi sijaitsee ikään kuin ketjun "taskussa" ja muodostuu hemiä sisältävä protomeeri.
Normaalit hemoglobiinimuodot
On olemassa useita normaaleja hemoglobiinivariantteja:
- HbP (primitiivinen) - primitiivinen hemoglobiini, sisältää 2ξ- ja 2ε-ketjuja, esiintyy alkiossa 7-12 viikon ajan,
- HbF (sikiö) - sikiön hemoglobiini, sisältää 2α- ja 2γ-ketjut, ilmestyy 12 viikon sikiön kehityksen jälkeen ja on tärkein 3 kuukauden kuluttua,
- HbA (aikuinen) - aikuisen hemoglobiini, osuus on 98%, sisältää 2α- ja 2β-ketjuja, ilmestyy sikiöön 3 elinkuukauden jälkeen ja syntymän perusteella on 80% kaikesta hemoglobiinista,
- Hba 2 - aikuisten hemoglobiini, osuus on 2%, sisältää 2α- ja 2δ-ketjut,
- HBO 2 - oksihemoglobiini, muodostuu sitoutumalla happea keuhkoihin, keuhkolaskimoissa sen 94–98% hemoglobiinin kokonaismäärästä,
- HbC02 - karbohemoglobiini, joka muodostuu sitoutumalla hiilidioksidia kudoksiin, laskimoveressä, on 15-20% hemoglobiinin kokonaismäärästä.
Hemoglobiinin patologiset muodot
MetHb on methemoglobiini, eräs hemoglobiinimuoto, joka sisältää kaksiarvoisen rauta-ionin kaksiarvoisen sijaan. Tämä muoto muodostuu spontaanisti O-molekyylin vuorovaikutuksen aikana2 ja heme Fe 2+, mutta yleensä solun entsymaattinen kapasiteetti riittää palauttamaan sen. Kun käytetään sulfanilamideja, natriumnitriitin ja elintarvikkeiden nitraattien käyttöä, askorbiinihapon puutteessa Fe 2+: n siirtyminen Fe 3+: ksi kiihtyy. Saatu metHb ei kykene sitoutumaan happea ja esiintyy kudoksen hypoksiaa. Askorbiinihappoa ja metyleenisinistä käytetään klinikalla Fe 3+: n palauttamiseksi Fe 2+: ksi.
Hb-CO - karboksihemoglobiini, muodostuu CO: n (hiilimonoksidin) läsnä ollessa hengitetyssä ilmassa. Sitä on jatkuvasti veressä pieninä pitoisuuksina, mutta sen osuus voi vaihdella olosuhteista ja elämäntavoista..
Hiilimonoksidi on aktiivinen hemiä sisältävien entsyymien, etenkin sytokromioksidaasin, estäjä, hengitysketjun 4. kompleksi.
Karboksihemoglobiinia on myös normaalissa määrin 0,5-1,5%, maaseutualueilla vähemmän kuin kaupungissa. Tupakoitsijoissa Hb-CO-pitoisuus kasvaa savukkeiden lukumäärästä riippuen päivässä, jopa 8-9%.
HbA 1C - glykosyloitu hemoglobiini. Sen pitoisuus kasvaa kroonisessa hyperglykemiassa ja on hyvä verensokerin seulontaindikaattori pitkän ajanjakson aikana (punasolujen elinaika, 3–4 kuukautta).
Hemoglobiini ja sen toiminnot
Hemoglobiini on hemoproteiini, jonka molekyylimassa on noin 60 tuhatta ja joka värjää punaisen verisolun punaisena sen jälkeen, kun O2-molekyyli on sitoutunut rauta-ioniin (Fe ++). Miehillä 1 litra verta sisältää 157 (140-175) g hemoglobiinia, naisilla - 138 (123-153) g. Hemoglobiinimolekyyli koostuu neljästä heem-alayksiköstä, jotka liittyvät molekyylin proteiiniosaan - globiiniin, joka on muodostettu polypeptidiketjuista.
Hemyn synteesi etenee erytroplastien mitokondrioissa. Globiiniketjujen synteesi suoritetaan polyribosomeissa ja sitä kontrolloivat 11. ja 16. kromosomin geenit. Ihmisten hemoglobiinisynteesin kaavio on esitetty kuvassa. 7.2.
Hemoglobiinia, joka sisältää kaksi a- ja kaksi b-ketjua, kutsutaan A-tyypiksi (aikuisesta aikuiseen). 1 g A-tyypin hemoglobiinia sitoo 1,34 ml O2: ta. Ihmisen sikiön kolmen ensimmäisen kuukauden aikana veri sisältää tyypin Gower I (4 epsilon-ketjua) ja Gower II: n (2a ja 25 ketjua) alkion hemoglobiineja. Sitten muodostuu hemoglobiini F (sikiöstä - sikiö). Sen globiinia edustavat kaksi ketjua a ja kaksi B. Hemoglobiini F: llä on 20-30% suurempi affiniteetti O2: een kuin hemoglobiini A: lla, mikä edistää sikiön parempaa happea toimittamista. Lapsen syntyessä jopa 50–80% hemoglobiinista edustaa F-hemoglobiinia ja 15–40% tyyppiä A ja 3 vuoden kuluttua hemoglobiini F: n taso laskee 2%: iin..
Hemoglobiinin yhdistelmää molekyylin 02 kanssa kutsutaan oksihemoglobiiniksi. Hemoglobiinin affiniteetti happea ja oksihemoglobiinin dissosiaatio (happimolekyylien irtoaminen oksihemoglobiinista) riippuvat hapen jännitteestä (P02), hiilidioksidista (PC02) veressä, veren pH: sta, lämpötilasta ja 2,3-DPH: n pitoisuudesta punasoluissa. Joten, affiniteetti lisää P02-arvon nousua tai PC02-arvon laskua veressä, mikä rikkoo 2,3-DPH: n muodostumista punasoluissa. Päinvastoin, 2,3-DPH: n pitoisuuden nousu, veren P02: n lasku, pH: n muutos happopuolelle, PC02: n ja veren lämpötilan nousu vähentävät hemoglobiinin affiniteettia happea kohden, helpottaen siten sen paluuta kudoksiin. 2,3-DPH sitoutuu hemoglobiinin p-ketjuihin helpottaen 02: n irrottautumista hemoglobiinimolekyylista.
2,3-DFG: n pitoisuuden nousua havaitaan ihmisillä, jotka on koulutettu pitkään fyysiseen työhön ja sopeutettu pitkäaikaiseen oleskeluun vuorilla. Oksihemoglobiinia, joka antoi happea, kutsutaan pelkistetyksi tai deoksihemoglobiiniksi. Ihmisen fysiologisen levon tilassa valtimoveren hemoglobiini hapetetaan 97%, laskimoissa - 70%. Mitä voimakkaampi kudosten hapenkulutus on, sitä pienempi laskimoveren kylläisyys hapolla on. Esimerkiksi intensiivisellä fyysisellä työllä lihaskudoksen hapenkulutus kasvaa useita kymmeniä kertoja ja lihaksista virtaavan laskimoveren happikyllästys laskee 15%: iin. Yhden punasolun hemoglobiinipitoisuus on 27,5–33,2 pikogrammaa. Tämän arvon lasku osoittaa hypokromisen (ts. Vähentyneen), lisääntymisen - noin hyperkromisen (ts. Lisääntyneen) hemoglobiinipitoisuuden punasoluissa. Tällä indikaattorilla on diagnostinen arvo. Esimerkiksi erytrosyyttien liikakromia on ominaista B | 2-puutteelliselle anemialle, hypokromia - raudanpuuteanemialle..
Hemoglobiini
Hemoglobiinit ovat rautapitoisia veriproteiineja, joilla on monimutkainen rakenne ja jotka vastaavat kaasunvaihdosta ja ylläpitävät stabiilia aineenvaihduntaa. Verenkiertoelimistössä hemoglobiini toimii eräänlaisena välittäjänä kudosten ja keuhkojen välillä hiilidioksidin ja hapen vaihtoprosessissa..
Sallittu hemoglobiinitaso muuttuu iän myötä, mutta pienet poikkeamat ovat mahdollisia normissa. Epätasapaino johtaa vakavien sairauksien kehittymiseen, ja jotkut niistä ovat luonteeltaan peruuttamattomia patologisia prosesseja.
Tämän proteiinin normista poikkeamiseen liittyy joka tapauksessa asianmukainen kliininen kuva, joten kolmannen osapuolen oireiden kanssa on heti hakeuduttava lääkärin hoitoon, äläkä suorita itse hoitoa. Tehokas hoito voidaan määrittää vasta hemoglobiinin verikokeen suorittamisen jälkeen..
tehtävät
Hemoglobiinin tehtävänä on tarjota kehon hengitysprosessi, joka suoritetaan kolmessa vaiheessa:
- soluhengitys - solut ovat kyllästettyjä happeella;
- ulkoinen hengitys - happi pääsee keuhkoihin, ja keho vapauttaa hiilidioksidia;
- sisäinen hengitys - hemoglobiini tarttuu keuhkoissa olevan hapen avulla, ne muuttuvat oksihemoglobiiniksi ja leviävät kaikkiin soluihin.
Siksi tämän proteiinin epätasapaino voi johtaa erittäin kielteisiin seurauksiin, ja joissain tapauksissa jopa tappaviin.
Ihmisen veressä on erityyppisiä hemoglobiineja:
- sikiö tai sikiö - tämäntyyppinen proteiini löytyy vastasyntyneen verestä ja laskee 1 prosenttiin kehon hemoglobiinin kokonaismäärästä lapsen viidenteen kuukauteen mennessä;
- oksihemoglobiini - löytyy valtimoiden verisoluista ja sitoutuu happimolekyyleihin;
- karboksihemoglobiini - löytyy laskimoverestä ja liittyy hiilidioksidimolekyyleihin, joiden kanssa se kuljetetaan keuhkoihin;
- glykoitunut - proteiini- ja glukoosiseos, joka kiertää veressä. Tämän tyyppinen proteiini havaitaan sokerikokeissa;
- methemoglobiini - liittyy kemikaaleihin, sen kasvu veressä voi viitata kehon myrkytykseen;
- sulfhemoglobiini - tämä hemoglobiinimolekyyli esiintyy veressä vain tiettyjä lääkkeitä käytettäessä. Tämän tyyppinen sallittu hemoglobiinitaso on enintään 10%.
Hemoglobiinityypit, samoin kuin sen määrittäminen, kuinka suuri osa siitä on veressä, havaitaan vain laboratoriotutkimuksella.
normisto
Hemoglobiinikaava merkitsee erottamatonta suhdetta punasolujen lukumäärään, jonka perusteella normaalit indikaattorit kootaan. Tämän proteiinin keskimääräinen optimaalinen taso aikuisella:
- miehillä - 125 - 145 g / l;
- naisten hemoglobiini - 115-135 g / l.
Lisäksi väriindikaattoria käytetään tietyn proteiinin normin määrittämiseen veressä. Optimaalinen kyllästymisaste on 0,8-1,1. Lisäksi kunkin punasolun kyllästymisaste hemoglobiinilla määritetään erikseen, keskimääräinen normi on tässä tapauksessa 28-32 piktogrammaa.
Rikkomukset rakenteessa
Hemoglobiinin rakenne on epävakaa, ja kaikki siinä esiintyvät rikkomukset johtavat tiettyjen patologisten prosessien kehittymiseen. Erilaisten etiologisten tekijöiden vaikutuksesta seuraavia voi tapahtua:
- proteiinin epänormaalien muotojen muodostuminen - tällä hetkellä vain 300 muotoa on vahvistettu kliinisesti;
- pysyvän, happea läpäisemättömän karbohemoglobiiniyhdisteen muodostuminen hiilidioksidimyrkytyksen aikana;
- veren hyytymistä;
- hemoglobiinin lasku, mikä johtaa tietynasteisen anemian kehittymiseen.
Proteiinin lisäys on mahdollista seuraavilla etiologisilla tekijöillä:
- punasolujen määrän patologinen kasvu onkologisissa prosesseissa;
- veren viskositeetin nousu;
- sydämen viat;
- palovammat;
- suolitukos;
- keuhko sydänsairaus.
Samanaikaisesti on huomattava, että vuoristoasukkaiden veressä hemoglobiini nousee jatkuvasti, mikä on normaali fysiologinen indikaattori. Tämän proteiinin normit yliarvioidaan myös ihmisillä, jotka ovat olleet pitkään ulkona - lentäjät, kiipeilijät, korkealla työskentelevät.
Veren hemoglobiinin lasku voi johtua seuraavista altistustekijöistä:
- suuren määrän plasman verensiirto;
- akuutti verenhukka;
- krooninen verenvuoto: peräpukamien, ikenen ja kohdun verenvuodon kanssa;
- hemolyysi, joka johtaa punasolujen tuhoutumiseen;
- raudan ja B12-vitamiinin puute;
- patologisten prosessien kanssa luuytimessä.
Lisäksi tämän proteiinin väheneminen tai lisääntyminen voi johtua virheellisestä ravinnosta - jos kehossa on riittämätön määrä tai päinvastoin liiallinen määrä tiettyjä tuotteita, joilla on sopiva kemiallinen koostumus.
Mahdollinen kliininen kuva
Alennetun hemoglobiinin ollessa kyseessä voi olla tällaisia oireita:
- nopea kyllästyvyys;
- kuiva iho ja limakalvot;
- heikkous, yleinen pahoinvointi;
- usein huimaus;
- lasten viivästynyt henkinen ja fyysinen kehitys;
- lisääntynyt alttius tartuntataudeille;
- unesyklin häiriöt;
- heikko ruokahalu tai sen puute.
On huomattava, että matala proteiinitaso on vaarallisin lapsille, koska se johtaa kehitysviiveisiin..
Tämän proteiinin lisääntynyt pitoisuus kehossa vaikuttaa myös negatiivisesti ihmisen terveyteen, mikä ilmenee sellaisen kliinisen kuvan muodossa:
- ihon ja limakalvojen, kielen keltaisuus;
- ihon vaaleus;
- kutina
- alipainoinen;
- laajentunut maksa;
- kasvava heikkous;
- pigmentointi kämmenissä ja vanhojen arvien alueella.
Sekä ensimmäinen että toinen voivat johtaa erittäin kielteisiin seurauksiin..
analyysi
Verenäytteet lääkärin ohjeiden mukaan määritykseen, kuinka monta punasolua on osa hemoglobiinia, samoin kuin muut laboratoriotiedot. Hemoglobiinitesti annetaan aamulla tyhjään vatsaan. Päivää ennen verenluovutusta on myös luovuttava alkoholista ja huumeista, jotka vaikuttavat verenlaskujärjestelmään. Veri otetaan sormesta. Menetelmäluettelo sisältää seuraavat:
- kolorimetria;
- kaasun mittaus;
- rauta määritelmä.
Vain pätevä asiantuntija voi tulkita tämän nimityksen oikein. Siksi saatuaan testitulokset sinun tulee mennä heidän kanssaan hoitavalle lääkärille - hän määrittää hemoglobiinipitoisuuden ja määrää muita terapeuttisia toimenpiteitä.
HEMOGLOBIINI
HEMOGLOBIIN, Hb (haemoglobinum; kreikkalainen haimaveri + lat. Globus-helmi), on hemoproteiini, monimutkainen proteiini, joka liittyy hemiä sisältäviin kromoproteiineihin; suorittaa hapen siirron keuhkoista kudoksiin ja osallistuu hiilidioksidin siirtoon kudoksista hengityselimiin. Hemoglobiini esiintyy kaikkien selkärankaisten ja joidenkin selkärangattomien (matoja, nilviäisiä, niveljalkaisia, piikkinahkaisia) punasoluissa sekä joidenkin palkokasvien juurimutkissa. Kuten ihmisen punasolujen hemoglobiinin paino (massa) on 64 458; yhdessä punasolussa on noin 400 miljoonaa hemoglobiinimolekyyliä. Vedessä hemoglobiini on erittäin liukoinen, liukenematon alkoholiin, kloroformi, eetteri, kiteytyy hyvin (eri eläinten hemoglobiinikiteiden muoto ei ole sama).
Hemoglobiini sisältää yksinkertaisen proteiinin - globiinin ja rautaa sisältävän proteesiryhmän (ei-proteiini) - hemin (vastaavasti 96 ja 4% molekyylipainosta). PH: n ollessa alle 2,0 hemoglobiinimolekyyli jakautuu hemiin ja globiiniin..
Sisältö
Helmi (C34H32O4N4) on raudan protoporfyriini - protoporfyriini IX: n monimutkainen yhdiste rautapitoisen raudan kanssa. Rauta sijaitsee protoporfyriininytimen ytimessä ja on sitoutunut neljään pyrrolituumien typpiatomiin (kuva 1): kaksi koordinaatiosidosta ja kaksi vetyasennussidosta.
Koska raudan koordinaatioluku on 6, kaksi valenssia jää käyttämättä, yksi niistä toteutetaan sitomalla heemi globiiniin, ja toisen yhdistävät happi tai muut ligandit - CO, F +, atsidit, vesi (kuva 2) jne..
Protoporfiini IX: n kompleksia Fe 3+: n kanssa kutsutaan hematiiniksi. Hematiinin suolahapposuola (kloorihemiini, hemiini) jakautuu helposti. kiteinen muoto (ns. Teichmann-kiteet). Hemmällä on kyky muodostaa monimutkaisia yhdisteitä typpiyhdisteiden (ammoniakki, pyridiini, hydratsiini, amiinit, aminohapot, proteiinit jne.) Kanssa, muuttua hemokromogeeneiksi (katso). Koska hemi on sama kaikissa eläinlajeissa, hemoglobiinien ominaisuuksien erot johtuvat G. - globiinimolekyylin proteiiniosan rakenteellisista ominaisuuksista.
globiini
Globiini, albumiinityyppinen proteiini, sisältää molekyylissä neljä polypeptidiketjua: kaksi alfaketjua (joista kukin sisältää 141 aminohappotähdettä) ja kaksi beetaketjua, jotka sisältävät 146 aminohappotähdettä. Siten G.-molekyylin proteiinikomponentti on rakennettu eri aminohappojen 574 tähteestä. Ensisijainen rakenne, ts. Aminohappojen geneettisesti määritetty sekvenssi ihmisen globiinin ja useiden eläinten polypeptidiketjuissa, on tutkittu täysin. Ihmisen globiinin erottuva piirre on isoleusiinin ja kystiinin aminohappojen puuttuminen sen koostumuksesta. Alfa- ja beetaketjujen N-terminaaliset tähdet ovat valiinitähteet. Alfaketjujen C-terminaalisia tähteitä edustavat arginiinitähteet ja beetaketjuja histidiini. Kunkin ketjun viimeisimmän sijainnin ovat tyrosiinitähteet.
G.-kiteiden röntgenrakenneanalyysi teki mahdolliseksi tunnistaa sen molekyylin spatiaalisen rakenteen pääpiirteet [Perutz (M. Perutz)]. Kävi ilmi, että alfa- ja beetaketjut sisältävät eripituisia spiraalisegmenttejä, jotka on rakennettu alfa-spiraalien periaatteelle (sekundaarinen rakenne); alfaketjussa on 7 ja beetaketjussa on 8 kierteistä segmenttiä, jotka on kytketty ei-kierteisiin osiin. Spiraalisegmentit, jotka alkavat N-päässä, on merkitty latinalaisten aakkosten kirjaimilla (A, B, C, D, E, F, G, H), ja spiraalien ei-spiraalisegmentit tai kiertokulmat on merkitty vastaavasti (AB, BC, CD, DE ja jne.). Ei-kierteiset alueet globiiniketjun amiini- (N) - tai karboksyyli (C) -päässä ovat vastaavasti NA tai NA. Aminohappotähteet on numeroitu jokaisessa segmentissä ja lisäksi tämän jäännöksen numerointi ketjun N-päästä on esitetty suluissa..
Spiraali- ja ei-spiraaliosat asetetaan tietyllä tavalla avaruuteen, mikä määrittää globiiniketjujen kolmannen rakenteen. Viimeinen on melkein identtinen G.: n alfa- ja beetaketjuissa huolimatta huomattavista eroista niiden primaarirakenteessa. Tämä johtuu aminohappojen polaaristen ja hydrofobisten ryhmien erityisestä sijainnista, mikä johtaa ei-polaaristen ryhmien kertymiseen maapallon sisäosaan muodostaen hydrofobisen ytimen. Proteiinin polaariset ryhmät ovat kohti vesipitoista väliainetta, ollessa kosketuksessa sen kanssa. Jokaisessa globiiniketjussa, ei kaukana pinnasta, on hydrofobinen onkalo (”hementasku”), jossa hemi on sijoitettu siten, että sen ei-polaariset substituentit ohjautuvat molekyylin sisäpuolelle ja ovat osa hydrofobista ydintä. Tulos on noin 60 ei-polaarista kosketusta heemin ja globiinin välillä ja yhden tai kahden heman polaarisen (ionisen) kosketuksen kanssa alfa- ja beetaketjujen kanssa, joissa propionaattisen heemin tähteet tulevat ulos hydrofobisesta "taskusta". Hemin sijainti globiinin hydrofobisessa masennuksessa tarjoaa mahdollisuuden hapen palautumisen palautumiseen Fe2 + -heemiin hapettamatta jälkimmäistä Fe 3+ -hemimeeniin ja se on tyypillinen eri eläinlajien hemoglobiineille. Vahvistus tästä on G.: n äärimmäinen herkkyys mahdollisille muutoksille ei-polaarisissa kosketuksissa lähellä helmaa. Joten heemin korvaaminen G: ssä hematoporfyriinillä johtaa geenin ominaisuuksien jyrkkään loukkaamiseen..
Jotkut hemeä ympäröivät hydrofobisessa ontelossa olevat aminohappotähteet ovat invariantteja aminohappoja, ts. Aminohappoja, jotka ovat identtisiä eri eläinlajeille ja välttämättömiä toiminnolle G. Invarianttisten aminohappojen joukossa kolme on erittäin tärkeä: histidiinitähteet, ns. proksimaaliset histidiinit (87. asema a- ja 92. asemassa P-ketjuissa), distaaliset histidiinit (58. asema a- ja 63. asemassa (5-ketjuissa), samoin kuin muut valiini E-11 (62. asema alfaketjussa ja 67. asema beetaketjussa).
Yhteys ns. proksimaalinen histidiini ja hemirauta ovat ainoat kemikaalit. niiden välinen sidos (heemin Fe 2+ -atomin viides koordinaatiosidos toteutuu) ja vaikuttaa suoraan hapen lisäämiseen helmiin. "Distal" -histidiini ei liity suoraan hemiiniin eikä se osallistu hapen kiinnitykseen. Sen merkitys on stabiloida Fe2 + -atomi peruuttamattomalta hapettumiselta (ilmeisesti johtuen vedyn muodostumisesta hapen ja typen välille). Loppuosa valiinista (E-11) on eräänlainen happea kiinnittymisnopeuden säätelijä: beetaketjuissa se sijaitsee steerisesti siten, että se vie sen paikan, johon hapen tulisi liittyä, minkä seurauksena hapetus alkaa flf-ketjuilla.
G.-molekyylin proteiiniosalla ja proteesiryhmällä on voimakas vaikutus toisiinsa. Globiini muuttaa monia hemen ominaisuuksia antaen sille kyvyn sitoa happea. Gem tarjoaa globiinin stabiilisuuden k-t: n vaikutukselle, kuumentamiseen, pilkkomiseen entsyymien kanssa ja määrittää G: n kiteytymisominaisuudet.
Polypeptidiketjut, joihin on kiinnitetty heemimolekyylejä, muodostavat neljä pääosaa - G.-molekyylin alayksiköitä. Yhdistyksen luonne (pinoaminen) ja niiden sijainti avaruudessa määräytyvät G: n kvaternäärisen rakenteen piirteiden mukaan: a- ja P-ketjut sijaitsevat tetraedron kulmissa symmetria-akselin ympäri, lisäksi alfaketjut sijaitsevat p-ketjujen päällä ja kuin ne on puristettu niiden väliin, ja kaikki neljä helmiä ovat kaukana toisistaan (kuva 3). Yleensä muodostetaan tetrameerinen pallokemiapartikkeli, jonka mitat ovat 6,4 x 5,5 x 5,0 nm. Kvaternäärinen rakenne stabiloituu suola-sidoksilla a-α- ja β-β-ketjujen välillä ja kahdentyyppisillä kontakteilla a ja β-ketjujen välillä (α1-β1 ja α2-β2). Α1-p1-kontaktit ovat kaikkein laajimpia, niihin osallistuu 34 aminohappotähdettä, suurin osa vuorovaikutuksista on ei-polaarisia. A1-p2-kosketus sisältää 19 aminohappotähdettä; suurin osa sidoksista on myös ei-polaarisia lukuun ottamatta useita vety sidoksia. Kaikki tämän kontaktin tähteet ovat samat kaikille tutkituille eläinlajeille, kun taas 1/3 α1-β1 -koskettimien jäämistä vaihtelee.
Ihmisen G. on heterogeeninen johtuen sen koostumuksen muodostavien polypeptidiketjujen eroista. Joten aikuisen ihmisen G., joka tuottaa 95–98% G. verestä (HbA), sisältää kaksi α- ja kaksi β-ketjua; pieni osa G. (HbA2), saavuttaen maksimipitoisuuden 2,0–2,5%, sisältää kaksi α- ja kaksi σ-ketjua; sikiön hemoglobiini (HbF) tai sikiön hemoglobiini, joka on 0,1–2% aikuisen veressä, koostuu kahdesta α- ja kahdesta γ-ketjusta.
Sikiö G. korvataan HbA: lla ensimmäisinä kuukausina syntymän jälkeen. Sille on ominaista merkittävä resistentti termiselle denaturoitumiselle, johon menetelmät sen pitoisuuden määrittämiseksi veressä perustuvat.
Polypeptidiketjujen koostumuksesta riippuen luetellut G. tyypit nimitetään seuraavasti: HbA kuten Hbα2β2, HbA2 kuin Hbα2σ2 ja HbF kuin Hbα2γ. Synnynnäisissä hematopoieettisten laitteiden poikkeavuuksissa ja sairauksissa esiintyy epänormaalia G. tyyppiä, esimerkiksi sirppisoluanemia (katso), talassemia (katso), synnynnäinen methemoglobinemia, joka ei ole entsymaattisia (ks. Methemoglobinemia), jne. Yleisin yksittäisen aminohapon korvaus yhdessä parissa. polypeptidiketjut.
Riippuen hemen rautaatomin valenssista ja ligandin tyypistä G.-molekyylissä, jälkimmäinen voi olla useissa muodoissa. Pelkistetyllä G. (deoksi-Hb) sisältää Fe 2+: n, jolla on vapaa kuudes valenssi, kun O on kiinnittynyt siihen2 muodostuu G.: n hapetettu muoto (HbO2) Kun vaikuttaa HbO: han2 joukko hapettavia aineita (kaliumferrisyanidi, nitriitit, kinonit jne.) Fe 2+: n hapettuminen Fe 3+: ksi tapahtuu muodostuessaan methemoglobiinia, joka ei pysty siirtämään O2. Elatusaineen pH: sta riippuen, methemoglobiinin happamat ja emäksiset muodot, jotka sisältävät H: n kuudentena ligandina, erotetaan toisistaan.2O- tai OH-ryhmä. Terveiden ihmisten veressä methemoglobiinin pitoisuus on 0,83 + 0,42%.
Methemoglobiinilla on kyky sitoa tiukasti vetyfluoridia, syaanihappoa ja muita aineita. Tätä ominaisuutta käytetään hunajassa. syaanihapolla myrkytettyjen ihmisten pelastuksen harjoittelu. Eri G.: n johdannaiset eroavat absorptiospektreissä (taulukko.).