Какъв е молекулярният състав на хемоглобина в червените кръвни клетки?

Хемоглобинът, пренасящата кислород молекула в червените кръвни клетки, е сложен глобуларен протеин с четири полипептидни вериги (глобинови вериги) и четири хем групи. Всяка полипептидна верига е сгъната в компактна, почти сферична структура, наречена глобин.

Хем: Хемовата група е порфиринов пръстен с железен йон (Fe2+) в центъра. Порфириновият пръстен се състои от четири пиролови пръстена, свързани с метинови мостове. Железният йон е свързан с порфириновия пръстен от четири азотни атома от пироловите пръстени.

Веригите Globin: Четирите глобинови вериги на хемоглобина се наричат ​​алфа, бета, гама и делта. При възрастни хемоглобин А, най-често срещаната форма на хемоглобин, се състои от две алфа вериги и две бета вериги. Други видове хемоглобин, като хемоглобин А2 и хемоглобин F, имат различни комбинации от глобинови вериги.

Четирите полипептидни вериги на хемоглобина са подредени в тетрамерна структура, като четирите хем групи са разположени в цепнатини между глобиновите вериги. Групите хем са свързани към глобиновите вериги чрез хидрофобни взаимодействия и водородни връзки.

Свързване с кислород: Хемоглобинът свързва кислородните молекули обратимо с железните йони в своите хем групи. Когато концентрацията на кислород е висока, хемоглобинът свързва кислородните молекули и се насища с кислород. Когато концентрацията на кислород е ниска, хемоглобинът освобождава кислородни молекули и се деоксигенира.

Свързването на кислорода с хемоглобина е кооперативно, което означава, че свързването на една кислородна молекула с хемоглобина повишава афинитета на другите хем групи към кислорода. Тази кооперативност се дължи на конформационните промени, които настъпват в молекулата на хемоглобина, когато тя свързва кислорода.

Кооперативното свързване на кислорода с хемоглобина позволява на червените кръвни клетки да транспортират ефективно големи количества кислород. Хемоглобинът е в състояние да свързва и освобождава кислородни молекули в отговор на промените в концентрацията на кислород в тъканите, като гарантира, че тъканите получават постоянен приток на кислород.