Mioglobino yra kamuolinis baltymų ląstelėje rasti skeleto ir širdies raumenų ląsteles citozolyje. Pagrindinė jo funkcija yra sudaryti deguonies atsargas ir skatinti deguonies pernešimą į ląstelę.
Johnas Kendrewas ir Maxas Perutzas 1962 m. Gavo Nobelio chemijos premiją už tyrimus su kamuoliniais baltymais. Šie autoriai išsiaiškino mioglobino ir hemoglobino trimatę struktūrą. Istoriškai mioglobinas buvo vienas iš pirmųjų baltymų, iš kurio buvo nustatyta trimatė struktūra.
Trijų deguonimi prisotintų baltymų: leghemoglobino, hemoglobino ir mioglobino - molekulinės struktūros grafinis vaizdas (Šaltinis: Veronica Stafford / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0) per „Wikimedia Commons“).
Globuliniai baltymai yra kompaktiškos molekulės, turinčios rutulio formą; jie tirpsta citozolyje arba ląstelių membranų lipidų dalyje. Jie yra atsakingi už pagrindinius biologinius veiksmus, priešingai nei pluoštiniai baltymai, kurių pagrindinės funkcijos yra struktūrinės.
Mioglobinas šviežiai mėsai suteikia raudoną spalvą. Tai įvyksta, kai mioglobinas yra prisotintas deguonimi kaip oksimiglobinas, o jį sudaranti geležis yra juodosios geležies forma: Mb-Fe2 + O2.
Kai mėsa yra veikiama aplinkos, nestabilioji geležies geležis oksiduojasi ir tampa geležimi, todėl tokiomis sąlygomis spalva pasikeičia į rudus tonus, nes susidaro metamoglobinas (Mb-Fe3 + + O2-).
Paprastai mioglobino kiekis kraujyje yra labai mažas, jie yra mikrogramų viename litre (μg / L). Šis lygis padidėja, kai sunaikinami raumenys, kaip skeleto raumenų rabdomiolizėje ar širdies infarkto metu, kai audiniai sunaikinami, ir kai kurių miopatijų atvejais.
Jo buvimas šlapime stebimas tam tikromis sąlygomis, kai audinių pažeidimas yra labai svarbus. Jo ankstyva širdies priepuolio diagnostinė vertė yra abejotina.
Mioglobino struktūra
Mioglobino molekulinė masė, įskaitant hemo grupę, yra beveik 18 kDa. Jį sudaro keturi spiraliniai segmentai, sujungti „staigiais posūkiais“. Šios mioglobino spiralės yra sandariai supakuotos ir išlaiko savo struktūrinį vientisumą net pašalinus hemo grupę.
Globulinių baltymų, kaip ir visų ląstelių baltymų, struktūra yra hierarchinė, todėl mioglobino struktūra taip pat yra hierarchinė. Pirmasis lygis yra pirminė struktūra, susidedanti iš linijinės aminorūgščių sekos, ir mioglobiną sudaro 153 aminorūgščių grandinė.
Mioglobino spiralinės ir rutulinės struktūros grafinė schema (Šaltinis: Dcrjsr / CC BY (https://creativecommons.org/licenses/by/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Antrinę mioglobino struktūrą sudaro alfa spiralių konformacija. Mioglobine yra 8 alfa spiralės, suformuotos kartojant polipeptido dalis, sujungtas trumpais aperiodinio išdėstymo segmentais.
Tretinę struktūrą sudaro trijų dimensijų konformacija su biologiniu aktyvumu. Svarbiausios šios struktūros savybės yra raukšlės. Kvaternarinė struktūra reiškia dviejų ar daugiau polipeptidų grandinių, atskirtų ir sujungtų per nekovalentinius ryšius ar sąveiką, surinkimą.
Mioglobinas ir jo protezų grupė (šaltinis: Thomas Splettstoesser / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) per „Wikimedia Commons“)
Mioglobino struktūra yra labai kompaktiška, o hidrofobinės liekanos nukreiptos į vidų, o hidrofilinės arba polinės liekanos nukreiptos į išorę. Vidinius apoliarinius likučius sudaro leucinas, valinas, metioninas ir fenilalaninas. Vienintelės vidinės polinės liekanos yra du histidinai, kurie turi funkcijas aktyviojoje vietoje.
Protezuoto hemo grupė yra plyšyje miolobino polipeptido grandinės apoliarinėje vidinėje dalyje. Šioje grupėje yra geležies iš geležies, kuri jungiasi su deguonimi ir sudaro oksimiglobiną.
Funkcija
Mioglobino funkcija yra surišti deguonį prie jo struktūros hemo grupės ir sudaryti deguonies atsargas raumenų funkcijai. Raumenų citoplazmoje įstrigęs mioglobino struktūroje deguonis, jo tarpląstelinis slėgis, kurį nustato laisvas deguonis, išlieka žemas.
Mažas tarpląstelinis deguonies slėgis palaiko deguonies patekimo į ląstelę gradientą. Tai skatina deguonies patekimą iš kraujotakos į raumenų ląstelę. Kai mioglobinas prisotinamas, padidėja tarpląstelinis deguonis, kuris palaipsniui mažina nuolydį ir taip sumažina pernešimą.
Deguonies jungimosi su mioglobinu kreivė yra hiperbolinė. Pradinėse kreivės dalyse nedideli dalinio deguonies slėgio pokyčiai sukelia didelius mioglobino prisotinimo deguonimi pokyčius.
Tuomet, kai didėja dalinis deguonies slėgis, prisotinimas ir toliau didėja, bet lėčiau, tai yra, norint padidinti mioglobino prisotinimą, reikia žymiai daugiau padidinti dalinį deguonies slėgį, o palaipsniui kreivė išlyginta.
Yra kintamasis, kuris matuoja kreivės, vadinamos P50, afinitetą. Tai parodo dalinį deguonies slėgį, reikalingą tirpale esančiam mioglobinui prisotinti 50%. Taigi, jei P50 padidėja, sakoma, kad mioglobino afinitetas yra mažesnis, o jei P50 mažėja, sakoma, kad mioglobinas turi didesnį afinitetą deguoniui.
Kai tiriamos mioglobino ir hemoglobino jungimosi su deguonimi kreivės, pastebima, kad esant bet kuriam ištirtam deguonies slėgiui, mioglobinas yra labiau prisotintas nei hemoglobinas, tai rodo, kad mioglobinas turi didesnį afinitetą deguoniui nei hemoglobinas.
Raumenų skaidulų ir mioglobino tipai
Griaučių raumenys savo sudėtyje turi įvairių tipų raumenų skaidulų, vieni vadinami lėtu trūkčiojimu, kiti - greitu trūkčiojimu. Greitai susitraukiantys pluoštai yra struktūriškai ir metaboliškai pritaikyti greitai ir energingai bei anaerobiškai trauktis.
Lėtai virpantys pluoštai yra pritaikyti lėtiems, bet ilgesniems susitraukimams, būdingiems atspariems aerobiniams pratimams. Vienas iš struktūrinių šių pluoštų skirtumų yra mioglobino koncentracija, kuri jiems suteikia baltos ir raudonos spalvos pluoštų pavadinimą.
Raudoni pluoštai turi daug mioglobino, kuris suteikia jiems raudoną spalvą, tačiau kartu leidžia išlaikyti didelius deguonies kiekius, kurie yra būtini jų funkcijai.
Normalios vertės
Normali vyrų kraujo vertė yra nuo 19 iki 92 μg / l, o moterų nuo 12 iki 76 μg / l, tačiau skirtingose laboratorijose šios vertės skiriasi.
Minėtos vertės padidėja, kai sunaikinami raumenys, tokie kaip skeleto raumenų rabdomiolizė, dideli nudegimai, elektros smūgiai ar didžiulė raumenų nekrozė dėl arterijų okliuzijos, miokardo infarktas ir kai kurios miopatijos.
Tokiomis sąlygomis mioglobinas pasirodo šlapime ir suteikia jam būdingą spalvą.
Nuorodos
- Fauci, AS, Kasper, DL, Hauser, SL, Jameson, JL, & Loscalzo, J. (2012). Harisono vidaus medicinos principai. DL Longo (Red.). Niujorkas: Mcgraw-hill
- Ganong WF: Centrinis visceralinės funkcijos reguliavimas, medicininės fiziologijos apžvalgoje, 25-asis leidimas. Niujorkas, „McGraw-Hill Education“, 2016 m.
- Guyton AC, JE salė: Kūno skysčių skyriai: tarpląsteliniai ir tarpląsteliniai skysčiai; Edema, Medicinos fiziologijos vadovėlyje, 13-asis leidimas, AC Guyton, JE Hall (red. Past.). Filadelfijoje, „Elsevier Inc.“, 2016 m.
- „McCance“, KL ir „Huether“, SE (2018). Patofiziologijos knyga - suaugusiųjų ir vaikų ligų biologinis pagrindas. Elsevier sveikatos mokslai.
- „Murray“, R. K., „Granner“, DK, „Mayes“, PA ir „Rodwell“, VW (2014 m.). Harperio iliustruota biochemija. Mcgraw-hill.