Hlavný rozdiel - hemoglobín vs. myoglobín

Hemoglobín a myoglobín sú dva typy globínových proteínov, ktoré slúžia ako proteíny viažuce kyslík. Oba proteíny sú schopné zvýšiť množstvo rozpusteného kyslíka v biologických tekutinách stavovcov a niektorých bezstavovcov. Organické protetické skupiny s podobnými charakteristikami sa podieľajú na väzbe kyslíka v oboch proteínoch. 3-D orientácia v priestore alebo stereoizoméria hemoglobínu a myoglobínu sú však odlišné. Vďaka tomuto rozdielu je tiež odlišné množstvo kyslíka, ktoré sa môže viazať s každou z molekúl proteínu. Hemoglobín je schopný tesnej väzby s kyslíkom keďže myoglobín nie je schopný sa tesne viazať s kyslíkom. Tento rozdiel medzi hemoglobínom a myoglobínom spôsobuje ich rôzne funkcie; hemoglobín sa nachádza v krvnom obehu a transportuje kyslík z pľúc do zvyšku tela kým myoglobín sa nachádza vo svale a uvoľňuje potrebný kyslík.

Pokryté kľúčové oblasti

1. Čo je hemoglobín - Definícia, štruktúra a zloženie, funkcia 2. Čo je myoglobín - Definícia, štruktúra a zloženie, funkcia 3. Podobnosti medzi hemoglobínom a myoglobínom - Načrtnite podobnosti 4. Aký je rozdiel medzi hemoglobínom a myoglobínom - Porovnanie kľúčových rozdielov

Kľúčové pojmy: hemoglobín, myoglobín, kyslík, hem, proteíny, globinový proteín, krv

Čo je hemoglobín

Hemoglobín je viacjednotkový globulárny proteín s kvartérnou štruktúrou. Skladá sa z dvoch α a dvoch β podjednotiek usporiadaných v tetrahedrálnej štruktúre. Hemoglobín je metaloproteín obsahujúci železo. Každá zo štyroch globulárnych proteínových podjednotiek je spojená s neproteínovou, protetickou hemovou skupinou, ktorá sa viaže s jednou molekulou kyslíka. Produkcia hemoglobínu prebieha v kostnej dreni. Globinové proteíny sú syntetizované ribozómami v cytosole. Haemová časť je syntetizovaná v mitochondriách. Nabitý atóm železa je držaný v porfyrínovom kruhu kovalentnou väzbou železa so štyrmi atómami dusíka v rovnakej rovine. Tieto N atómy patria k imidazolovému kruhu histidínového zvyšku F8 každej zo štyroch globínových podjednotiek. V hemoglobíne existuje železo ako Fe²⁺, dáva červenú farbu červeným krvinkám.

Ľudia majú tri typy hemoglobínu: hemoglobín A, hemoglobín A₂ a hemoglobín F. Hemoglobín A je bežný typ hemoglobínu, ktorý je kódovaný génmi HBA1, HBA2 a HBB. Štyri podjednotky hemoglobínu A pozostávajú z dvoch α a dvoch β podjednotiek (α₂β₂). Hemoglobín A₂ a hemoglobín F sú zriedkavé a pozostávajú z dvoch α a dvoch δ podjednotiek a dvoch α a dvoch y podjednotiek. U dojčiat je typ hemoglobínu Hb F (α₂γ₂).

Pretože molekula hemoglobínu pozostáva zo štyroch podjednotiek, môže sa viazať so štyrmi molekulami kyslíka. Hemoglobín sa teda nachádza v červených krvinkách ako nosič kyslíka v krvi. V dôsledku prítomnosti štyroch podjednotiek v štruktúre sa väzba kyslíka zvyšuje, keď sa prvá molekula kyslíka viaže na prvú hemovú skupinu. Tento proces je identifikovaný ako kooperatívne viazanie kyslíka. Hemoglobín tvorí 96% suchej hmotnosti červených krviniek. Časť oxidu uhličitého je tiež viazaná na hemoglobín na transport z tkanív do pľúc. 80% oxidu uhličitého sa transportuje plazmou. Štruktúra hemoglobínu je znázornená na obrázku 1.

Obrázok 1: Štruktúra hemoglobínu

Funkcia hemoglobínu

Čo je myoglobín

Myoglobín je proteín viažuci kyslík v svalových bunkách stavovcov, ktorý dáva svalom výraznú červenú alebo tmavošedú farbu. Vyjadruje sa výlučne v kostrových svaloch a srdcových svaloch. Myoglobín tvorí 5-10% cytoplazmatických bielkovín vo svalových bunkách. Pretože zmeny aminokyselín v polynukleotidových reťazcoch hemoglobínu a myoglobínu sú konzervatívne, hemoglobín aj myoglobín majú podobnú štruktúru. Myoglobín je navyše monomér pozostávajúci z jedného polynukleotidového reťazca zloženého z jednej skupiny hem. Preto je schopný väzby s jedinou molekulou kyslíka. V myoglobíne teda nedochádza k žiadnej kooperatívnej väzbe kyslíka. Väzbová afinita myoglobínu je však v porovnaní s hemoglobínom vysoká. Výsledkom je, že myoglobín slúži ako proteín ukladajúci kyslík vo svaloch. Myoglobín uvoľňuje kyslík, keď svaly fungujú. 3-D štruktúra hemoglobínu je znázornená na obrázku 2.

Obrázok 2: Myoglobín

Podobnosti medzi hemoglobínom a myoglobínom

Rozdiel medzi hemoglobínom a myoglobínom

Definícia

Hemoglobín: Hemoglobín je červený proteín, ktorý je zodpovedný za prenos kyslíka v krvi stavovcov.

Myoglobín: Myoglobín je červený proteín s hemom, ktorý prenáša a ukladá kyslík do svalových buniek.

Molekulová hmotnosť

Hemoglobín: Molekulová hmotnosť hemoglobínu je 64 kDa.

Myoglobín: Molekulová hmotnosť hemoglobínu je 16,7 kDa.

Zloženie

Hemoglobín: Hemoglobín sa skladá zo štyroch polypeptidových reťazcov.

Myoglobín: Myoglobín sa skladá z jedného polypeptidového reťazca.

Kvartérna štruktúra

Hemoglobín: Hemoglobín je tetramér zložený z dvoch α a dvoch β podjednotiek.

Myoglobín: Myoglobín je monomér. Preto mu chýba kvartérna štruktúra.

Počet molekúl kyslíka

Hemoglobín: Hemoglobín sa viaže so štyrmi molekulami kyslíka.

Myoglobín: Myoglobín sa viaže iba s jednou molekulou kyslíka.

Družstevná väzba

Hemoglobín: Pretože je hemoglobín tetramér, vykazuje kooperatívnu väzbu s kyslíkom.

Myoglobín: Pretože je myoglobín monomér, nevykazuje kooperatívnu väzbu.

Afinita k kyslíku

Hemoglobín: Hemoglobín má nízku afinitu k väzbe s kyslíkom.

Myoglobín: Myoglobín má vysokú afinitu viazať sa s kyslíkom, čo nezávisí od koncentrácie kyslíka.

Spojenie s kyslíkom

Hemoglobín: Hemoglobín je schopný tesnej väzby s kyslíkom.

Myoglobín: Myoglobín nie je schopný tesne sa viazať s kyslíkom.

Výskyt

Hemoglobín: Hemoglobín sa nachádza v krvnom obehu.

Myoglobín: Myoglobín sa nachádza vo svaloch.

Druhy

Hemoglobín: Hemoglobín A, hemoglobín A₂ a hemoglobín F sú typy hemoglobínu u ľudí.

Myoglobín: Jeden typ myoglobínu sa nachádza vo všetkých bunkách.

Funkcia

Hemoglobín: Hemoglobín odoberá kyslík z pľúc a transportuje ho do zvyšku tela.

Myoglobín: Myoglobín ukladá kyslík do svalových buniek a podľa potreby sa uvoľňuje.

Záver

Hemoglobín a myoglobín sú dva globulárne proteíny viažuce kyslík u stavovcov. Hemoglobín je tetramér, ktorý sa spolupracuje so štyrmi molekulami kyslíka. Myoglobín je monomér zložený z jednej skupiny hem. Pretože väzbová kapacita hemoglobínu je vyššia ako väzbová kapacita myoglobínu, hemoglobín sa používa ako proteín transportujúci kyslík v krvi. Myoglobín sa používa ako proteín ukladajúci kyslík vo svalových bunkách. Afinita väzby kyslíka na myoglobín je vyššia ako afinita k hemoglobínu. Hlavný rozdiel medzi hemoglobínom a myoglobínom je v ich funkcii. Funkčný rozdiel hemoglobínu a myoglobínu vzniká v dôsledku rozdielu v ich 3-D štruktúre.

Referencia:

1. “ Myoglobín. " Hemoglobín a myoglobín. N.p., n.d. Web. K dispozícii tu. 5. júna 2017. 2. „Myoglobín.“ Encyklopédia Britannica. Encyclopædia Britannica, inc., N.d. Web. K dispozícii tu. 5. júna 2017.

Obrázok so súhlasom:

1. „1904 Hemoglobin“ od OpenStax College - anatómia a fyziológia, webová stránka Connexions. 19. júna 2013. (CC BY 3.0) cez Commons Wikimedia 2. „Myoglobin“ Od → AzaToth - vyrobené na základe záznamu PDB (Public Domain) prostredníctvom Commons Wikimedia