Il Fe e il Cu sono metalli di transizione in grado di legare l'O.
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| posizione del Fe nella tavola periodica |
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| configurazione elettronica del Fe |
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| disposizione degli e- nel Fe |
Ma il Fe così com'è legando l'O creerebbe delle forme radicaliche (ROS come O2- e OH-). La ferriMb (così come la ferriHb) non è in grado di leare O.
Il Fe presente nei sistemi di trasporto dell'O nell'organismo umano è nel gruppo prostetico EME nella forma di ione ferroso (Fe2+).
Fe: 4s2 3d6
Fe2+: 3d6
Il Fe2+ forma 6 legami di coordinazione (dativi)
4 nel piano dell'EME con i 4 N pirrolici
2 perpendicolari al piano dell'EME: 1 con l'HisF8 prossimale e 1 con l'O
Il Fe presente nei sistemi di trasporto dell'O nell'organismo umano è nel gruppo prostetico EME nella forma di ione ferroso (Fe2+).
Fe: 4s2 3d6
Fe2+: 3d6
Il Fe2+ forma 6 legami di coordinazione (dativi)
4 nel piano dell'EME con i 4 N pirrolici
2 perpendicolari al piano dell'EME: 1 con l'HisF8 prossimale e 1 con l'O
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| Fe2+ e protoporfirina |
Gli atomi di N impediscono al Fe2+ di transitare nella forma Fe3+.
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| anello pirrolico |
4 anelli pirrolici sono uniti da ponti metinici (-C=) a formare l'anello tetrapirrolico ciclico della porfirina.
Alla porfirina sono legati:
- 4 gr metile
- 2 gr vinile
- 4 gr metile
- 2 gr vinile
- 2 gr propionile
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| i 6 legami dativi del Fe |
Il Fe legando l'O2 cambia le sue proprietà elettroniche (ibridazione d2 sp3), per questo il sangue venoso (povero di O2) ha colore rosso scuro e il sangue arterioso (ricco di O2) ha colore rosso vivo.
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| diverso colore del sangue venoso e arterioso |
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| sangue ossigenato a sx e deossigenato a dx |
Poiché il legame Mb-O è reversibile è una reazione all'equilibrio.
Mb + O = MbO
La reazione è caratterizzata da una costante di equilibrio (o costante di associazione) Ka, che misura l'affinità della Mb per l'O.
Ka = [MbO] / [Mb] [O]
Quando la [O] è alta, satura la Mb, ma la sua concentrazione resta pressoché invariata.
Ka [O] = [MbO] / [Mb]
Mettendo in relazione i siti di legame occupati con quelli totali, otteniamo un valore frazionario Y.
Y = siti occupati / siti totali = [MbO] / [MbO] [Mb]
Sostituendo [MbO] con Ka [Mb] [O]:
Il valore di pO2 al quale metà dei siti sono occupati (Y = 0,5) è uguale a 1/Ka. L'inverso della costante di associazione è la costante di dissociazione Kd.
Questa è l'equazione di un'iperbole!
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| curva di saturazione della Mb |
Il valore di pO2 al quale metà dei siti sono occupati (Y = 0,5) è uguale a 1/Ka. L'inverso della costante di associazione è la costante di dissociazione Kd.
Il Kd è il valore di pO2 al quale la Mb è satura per metà.
Un valore basso di Kd corrisponde ad un'elevata affinità della Mb per l'O.
Poiché l'O è un gas, parlando in termini di pressione parziale:
La p50 nella Mb è molto bassa 2,6 mmHg (deve strappare l'O all'Hb), a pO2 fisiologica è completamente satura, mentre nel muscolo sotto sforzo l'Mb è satura al 60%.
Una p50 così bassa indica che la Mb è relativamente insensibile a piccole variazioni di pO2.
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