El documento describe las proteínas mioglobina y hemoglobina, las cuales contienen hierro y transportan oxígeno. La mioglobina es una proteína monomérica que almacena oxígeno en el músculo, mientras que la hemoglobina es una proteína tetramérica que transporta oxígeno de los pulmones a los tejidos y dióxido de carbono de regreso. Ambas proteínas experimentan cambios conformacionales al unirse y liberarse del oxígeno, lo que es crucial para sus funciones de almacenamiento y

1. SECCIÓN I.
Estructuras y Funciones de
Proteínas y Enzimas
CAPÍTULO 6.
Proteínas: Mioglobina y
Hemoglobina
Dra. Melba Fernández Rojas

3. PROTEÍNAS
PRIMARIA
SECUNDARIA
TERCIARIA
CUATERNARIA

4. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
El suministro de O2 en pulmones a los tejidos periféricos y el mantenimiento de las
reservas tisulares para proteger contra eventos anóxicos son esenciales para la
salud, funciones que son efectuadas por proteínas:
HEM HOMÓLOGAS
MIOGLOBINA HEMOGLOBINA

5. Hemoglobina
• Proteína Tetramérica
- Eritrocitos
• Transporta O2
- Tejidos
• Regresa CO2
- Pulmones.
• Coloración
- Rojo
• Valores
- 13 – 18 g/dl (H)
- 12 – 16 g/ dl (M)
Mioglobina
• Proteína Monomérica
- Tejido Muscular Rojo
• Almacena O2
- Reserva contra la
Privación de O2

6. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
Base molecular de trastornos
genéticos como la enfermedad
de células falciformes y las
talasemias.

7. IMPORTANCIA BIOMÉDICA
El cianuro y el monóxido de
carbono (CO) ocasionan la
muerte porque interrumpen la
función fisiológica de la
hemoproteína citocromo
oxidasa y la hemoglobina

8. El hem y Fe+2 confieren la capacidad para
almacenar oxígeno y transportarlo
La mioglobina y la hemoglobina contienen
hem (hemo) un tretrapirrol cíclico,
enlazado por puentes de metileno.
Red planar de dobles enlaces absorben luz
visible y le da al hem un color rojo oscuro.
Los sustituyentes en las posiciones β del
hem son grupos metilo (M), vinilo (V) y
propionato (Pr).

9. Formación: Hemoglobina (Hb)
• Tetrámero
• Se produce en el Eritroblasto
Células inmadura de los Eritrocitos
• Pirrol
- 2 Succinil CoA
- 2 Glicina
• Tetrapirrol
4 Pirroles + Fe2+ = Hemo + Globina = Hemoglobina Parcial (Monómero)
• α (Alfa)
• Β (Beta)
• γ (Gamma)
• δ (Delta)
Fe2+
Fe2+
α

10. Mioglobina
• Proteína Monomérica
• Estructura
- Cadena Polipeptídica sencilla de 153 residuos aminoácidos
- Rica en Hélice α
- Masa molecular de 17.000 daltons.
- Residuos No Polares : Leu, Val, Fen y Met
•75% residuos están presentes en 8 hélices α
• Almacenamiento Intracelular para el oxígeno
El oxígeno almacenado en la mioglobina del músculo rojo se libera
durante la carencia de O2 (p. ej., ejercicio intenso) para su uso en las
mitocondrias musculares para la síntesis aeróbica de ATP

11. LAS HISTIDINAS F8 Y E7 DESEMPEÑAN FUNCIONES EN LA UNIÓN DE OXÍGENO
• El hem de la
mioglobina yace
en una hendidura
entre las hélices E
y F orientado con
sus grupos
propionato
polares hacia la
superficie de la
globina.
Estructura tridimensional de la
mioglobina.
El grupo prostético hem.
Las regiones helicoidales α están
designadas de la A a la H.
Los residuos histidina distal (E7)
y proximal (F8) .

12. El hierro se mueve hacia el plano hem
cuando el oxígeno esta unido.
• Cuando el O2 ocupa la 6ta posición de
coordinación, el hierro se mueve hacia adentro de
0.01 nm del plano del anillo hem. De este modo la
oxigenación de la mioglobina se acompaña de
movimiento de hierro.

13. La apomioglobina proporciona un ambiente
adverso para el hierro hem.
Cuando el O2 se une a la
mioglobina el enlace yace a un
angulo de 121° al plano hem.
El hem aislado se une al CO
con fuerza 25000 veces
mayor que la que une al O2.

14. Las curvas de disociación de oxigeno para la
mioglobina son idóneas para sus funciones
fisiológicas
¿Por qué la mioglobina no es adecuada como
proteína de transporte para el O2, pero es adecuada
para el almacenamiento de O2?

15. Las curvas de disociación de oxigeno
para la mioglobina son idóneas para
sus funciones fisiológicas
La relación entre la
concentración, PO2 y la
cantidad de O2 unido se
expresa como una isoterma
de saturación de O2
La curva de unión a oxigeno
para la mioglobina es
hiperbólica.
La mioglobina solo libera una
pequeña fracción de su O2
unido a los valores de
PO2,que por lo general se
encuentran en:
• -Musculo activo
• -Otros tejidos
Representa un vehículo
ineficaz para el aporte de O2.

16. HEMOGLOBINA: transporta el
O2
MIOGLOBINA:almacena el
oxígeno
● PULMONES: PO2 100
mmHg
● TEJIDOS: PO2 20 mmHg

17. El ejercicio extenuante
disminuye la PO2 del tejido
muscular a
aproximadamente 5 mm Hg
La disociación de O2 de la
mioglobina permite la
síntesis mitocondrial del ATP,
por tanto, logra actividad
muscular.
Hemoglobina se comporta
como si fueran dos
proteínas.
A una PO2 alta, de 100 mm
Hg muestra una alta afinidad
por el oxígeno que le
permite unir oxígeno a casi
todos los hierros hemo
disponibles en los pulmones
Estado Relajado
hiperbólica

18. Valores menores de
PO2 en los tejidos
periféricos inferiores a
40 mm Hg, la
hemoglobina exhibe
una afinidad mucho
menor por el oxígeno.
La transición de la
hemoglobina a este
estado de baja
afinidad, tenso o T
Le permite liberar una
gran proporción del
oxígeno previamente
recogido en los
pulmones.
Este intercambio
dinámico entre el
estado R y T sirve
como base para la
curva de unión
sigmoidea de O2 de la
hemoglobina.

19. LAS PROPIEDADES ALOSTÉRICAS DE LAS
HEMOGLOBINAS DEPENDEN DE SUS ESTRUCTURAS
CUATERNARIAS
Hemoglobina es tetramérica
● α2β2 HbA normal de adulto
● α2 γ2 HbF fetal
● α2β2
sHbS células falciformes
● α2 δ2HbA2 menor del adulto

20. ● Mioglobina y subunidades β
de la hemoglobina comparten
estructuras secundaria y
terciaria casi idénticas.
Similitudes:
Localización del hem y las regiones helicoidales
Presencia de aminoácidos.

21. La oxigenación de la hemoglobina, desencadena
cambios de conformación en la apoprotenia
Una molécula de O2 se
une con mayor facilidad, si
otras moléculas de
oxigeno, ya están unidas.
Unión cooperativa
Hb puede unir 4 O2 por tetrámero
La Hb maximiza el O2 cargado en la
PO2 de los pulmones como el O2
liberado en la PO2 de los tejidos
periféricos

22. La P50 expresa las afinidades relativas de
diferentes hemoglobinas por el oxígeno
Es una medida de concentración de O2,
es la presión parcial a la cual, la
hemoglobina alcanza la mitad de su
saturación.

23. P50
Es una medida
de
concentración
de oxígeno, la
cual indica la
presión parcial
En
hemoglobina
A.- 26 mmHg
En
hemoglobina
F.- 20 mmHg
Esto permite el
intercambio en
la placenta
-El feto al
principio
sintetiza
tetrámeros ζ y ε
(zeta y épsilon)
y después del
primer
trimestre se
reemplaza por
α y γ (alfa y
gamma) y al
final del tercer
trimestre se

24. LA OXIGENACIÓN DE LA HEMOGLOBINA SE
ACOMPAÑA DE GRANDES CAMBIOS DE
CONFORMACIÓN
La unión de la primera molécula de O2 a la
desoxiHb desvía el hierro hem hacia el plano del
anillo hem.
Como resultado, un par de subunidades α/β rota 15
grados respecto al otro, lo que compacta el
tetrámero.

25. La oxigenación de la hemoglobina se acompaña de grandes
cambios conformacionales
● Se transmite a Histidina proximal F8 y a
los residuos fijos, causando rotura de
puentes salinos entre residuos COOH
terminal de las 4 subunidades.

26. ● Los cambios profundos en las estructuras secundarias, terciarias y
cuaternarias acompañan la transición de hemoglobina inducida por O2
del estado de baja afinidad T al estado R de alta afinidad

28. Después de liberar O2 en los tejidos la
hemoglobina transporta CO2 y protones hacia los
pulmones
Además de transportar O2 desde los pulmones hacia
los tejidos periféricos, la hemoglobina transporta CO2,
el subproducto de la respiración, y protones, desde los
tejidos periféricos hacia los pulmones. Gran parte del CO2 restante se transporta como
bicarbonato, que se forma en los eritrocitos
mediante la hidratación de CO2 hacia ácido
carbónico (H2CO3).

29. Los protones surgen a partir de la rotura de
puentes salinos cuando se une O2
Los protones de los cuales depende
el efecto Bohr surgen a partir de la
rotura de puentes salinos durante
el enlace de O2 a la hemoglobina en
estado T. La conversión hacia el
estado R oxigenado rompe puentes
salinos que comprenden el residuo
His 146 de la cadena β.

30. El 2,3-BPG estabiliza la estructura T de la hemoglobina
● La disminución del pH de los
glóbulos rojos inducida por CO2 en
tejidos periféricos promueve
síntesis de 2,3
bisfosfoglicerato(BPG) en
eritrocitos.
● BPG forma puente salinos de
ambas cadena B por medio de
Val NA 1 y Lis EF6 e His H21.
● BPG a partir de 1,3
bifosfoglicerato catalizada por
enzima 2,3 difosfoglicerato
sintasa/2 fosfatasa

31. Adaptación a altitud
elevada
Al aumentar la altitud, desciende la
presión atmosférica
lo que provoca que haya una menor
presión de oxígeno en el aire y, por lo
tanto, una disminución de la cantidad de
oxígeno que entra en cada inspiración
Para compensarlo, la reacción natural
del cuerpo es respirar con mayor
rapidez: el corazón latirá más rápido y se
formarán más glóbulos rojos con la
finalidad de mantener el contenido de
oxígeno de la sangre y garantizar el
transporte de oxígeno a los tejidos

32. Adaptación a altitud
elevada
Una exposición
prolongada a una
altitud elevada
aumenta el numero de
eritrocitos, la
concentración de Hb
en ellos, y la síntesis
de BPG.
El BPG alto disminuye
la afinidad de la HbA
por el O2, lo que
mejora la liberación
de O2 en los tejidos
periféricos.

33. SE HAN IDENTIFICADO MUCHAS MUTACIONES QUE AFECTAN
LAS HEMOGLOBINAS HUMANAS

34. METAHEMOGLOBINA Y HEMOGLOBINA M
Fe3+ Fe2+
Metahemoglobina
reductasa •Oxidación por agentes sulfonamidas.
•Hemoglobina M hereditaria.
•Actividad reducida de la enzima
metahemoglobina reductasa.

35. HEMOGLOBINA S
Sustitución del
residuo polar Glu6 por
el residuo no polar
Val, generando un:
“parche pegajoso”

36. INFERENCIAS BIOMEDICAS
Mioglobinuria
Homoglobina gliciada (HbA1c)
Talasemias
Anemias
• Excreción de mioglobina en la orina.
Mioglobinuria
• Reducción del numero de eritrocitos o de la
hemoglobina en sangre.
Anemias
• Defectos genéticos que se producen por la
falta parcial o total de una o mas cadenas alfa
o beta de la hemoglobina.
Talasemias
• Refleja la concentración de glucosa en sangre.
Hemoglobina
glicada (Hba1c)

37. ASPECTOS CLÍNICOS
Hemoglobina glucosilada HbA1c
La glucosa en sangre que entra en los eritrocitos puede formar un aducto
covalente con los grupos ε-amino de los residuos de lisina y las valinas N-
terminales de las cadenas β de hemoglobina, un proceso denominado
glucación.
Dado que la semivida de un eritrocito es típicamente de 120 días, el
nivel de hemoglobina glucosilada (HbA1c) refleja la concentración
media de glucosa en sangre durante las 6 a 8 semanas anteriores.

38. Hemoglobina glucosilada

39. Bibliografías
• Bioquimica Ilustrada – Herper 30° Ed
• https://www.youtube.com/watch?v=r5V__tJTbFY&t=120s
• http://www.encolombia.com/medicina/materialdeconsulta/Tensiometro101-
hemoglobina.htm
• http://www.med.unne.edu.ar/catedras/bioquimica/pdf/hemoglobina.pdf
• http://themedicalbiochemistrypage.org/spanish/hemoglobin-myoglobin-
sp.html
• http://www.encolombia.com/medicina/materialdeconsulta/Tensiometro101-
hemoglobina.htm
• http://www.itescham.com/Syllabus/Doctos/r637.PDF
• http://sebbm.bq.ub.es/BioROM/contenido/UIB/proteinas/terciaria/Marcoter.htm
• http://www.aulavirtual-
exactas.dyndns.org/claroline/backends/download.php?url=L1RFT1JJQS9oZW1
vZ2xvYmluYS5wZGY%3D&cidReset=true&cidReq=QUIMBIO