Examkin

Question

Difficulty: HardGlobüler Proteinler (Hemoglobin, Miyoglobin)

Hemoglobin molekülünde oksijenin bağlanmasıyla tetiklenen TT (gergin) →\rightarrow RR (gevşek) konformasyonel geçişi, Bohr etkisinin moleküler mekanizması ile doğrudan ilişkilidir. Bu allosterik değişim sırasında, polipeptid zincirlerinin terminal bölgelerindeki amino asit kalıntılarının iyonizasyon durumları ve çevreleriyle yaptıkları etkileşimler karakteristik bir değişim gösterir. Hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında gerçekleşen bu moleküler değişikliklerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. β\beta-zincirinin C-terminalindeki His146His146'nın Asp94Asp94 ile olan tuz köprüsü etkileşimi kopar ve bu durum His146His146'nın pKapK_a değerinin düşmesine yol açar.Answer
  2. B
    α\alpha-zincirinin C-terminalindeki Arg141Arg141 kalıntısının komşu α\alpha-zinciri ile yaptığı iyonik bağlar, RR konformasyonunda daha da güçlenerek yapıyı stabilize eder.
  3. C
    Demir atomu (Fe2+Fe^{2+}) porfirin düzlemine çekildiğinde, proksimal histidin (HisHis F8F8) bu hareketin aksine düzlemden uzaklaşarak protein üzerindeki gerilimi azaltır.
  4. D
    2,32,3-bifosfogliserat (2,3−BPG2,3-BPG), RR konformasyonuna geçişle birlikte genişleyen merkezi boşluğa daha sıkı bağlanarak oksijen afinitesini düşürür.
  5. E
    Distal histidin (HisHis E7E7), oksijenlenme sırasında demirin oksidasyon basamağını Fe2+Fe^{2+}'den Fe3+Fe^{3+}'e yükselterek hemoglobinin methemoglobine dönüşümünü katalizler.

Answer

Hemoglobinin oksijenlenmesi (T →\rightarrow R geçişi) sırasında β\beta-zincirinin C-terminalindeki His146'nın Asp94 ile yaptığı tuz köprüsü etkileşiminin kopması ve His146'nın pKa değerinin düşerek proton salınması (Bohr etkisi) gerçekleşen doğru olaydır.
Hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında gerçekleşen yapısal değişim, β\beta-zincirlerinin C-terminalindeki His146 kalıntılarının mikrosevçresini değiştirir. T formunda His146'nın imidazol grubu, aynı zincirdeki Asp94'ün karboksil grubu ile iyonik bir bağ kurar. Bu etkileşim His146'nın proton tutma eğilimini artırarak pKa değerini yükseltir. Oksijen bağlanmasıyla R formuna geçildiğinde bu bağ kopar, His146'nın pKa değeri düşer ve kalıntı protonunu çevreye salar. Bu olay, Bohr etkisinin (oksijenlenme ile pH düşüşü/proton salınımı) temel moleküler açıklamasıdır.

Step-by-Step Solution

1
T (Gergin) konformasyonunun stabilizasyonunu analiz et.
T formunda His146 (β\beta) ve Asp94 (β\beta) arasında iyonik bir bağ (tuz köprüsü) bulunur.
Bu bağ, His146'nın protonlanmış pozitif halini stabilize eder ve pKa değerini yaklaşık 8.0'e yükseltir.
2
Oksijen bağlanmasının (R formuna geçiş) etkisini değerlendir.
Oksijen bağlandığında kuaterner yapı döner ve bu spesifik tuz köprüleri kırılır.
Konformasyonel değişim, C-terminal bölgelerindeki etkileşimleri fiziksel olarak imkansız hale getirir.
3
pKa değişimini ve Bohr etkisini ilişkilendir.
Tuz köprüsü koptuğunda His146'nın pKa değeri normal seviyesine (~6.0) düşer.
Düşük pKa nedeniyle His146 fizyolojik pH'da (7.4) protonunu kaybeder, bu da Bohr etkisindeki proton salınımını açıklar.

Key Concept

Hemoglobinin allosterik geçişi sırasında pKa değişimlerine bağlı Bohr etkisi mekanizması.

Hints

1
Bohr etkisi, hemoglobinin oksijenlenmesi sırasında proton (H+H^+) salınması olayıdır. Bu salınım için bir amino asidin pKa değerinin düşmesi gerekir.
2
His146 (β\beta) ve Arg141 (α\alpha), hemoglobinin deoksi (T) formunu tuz köprüleri aracılığıyla stabilize eden 'uç' amino asitlerdir.
3
T formunda His146'nın pozitif yükü Asp94 tarafından stabilize edilir. R formuna geçiş bu stabilizasyonu bozarak His'i protonunu bırakmaya zorlar.

Practice More

HbF (fetal hemoglobin) yapısındaki Serin değişiminin 2,3-BPG afinitesi üzerindeki etkisini inceleyebilirsiniz.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Globüler Proteinler (Hemoglobin, Miyoglobin)

More questions from this topic