Biologia · Glossário

O que é Alosteria e cooperatividade?

Definição 7.9 Biologia universitária — 3.º ano · Capítulo 7 — Biologia estrutural das proteínas

Uma proteína é alostérica quando a ligação de um ligante num sítio muda a afinidade de outro sítio, por uma mudança de conformação transmitida através da molécula. Quando os dois sítios ligam o mesmo ligante e o efeito é positivo, a ligação é cooperativa: a saturação fracionária YY sobe com a concentração do ligante como uma sigmoide, e não como uma hipérbole, descrita empiricamente pela equação de Hill Y=[S]nH/(KnH+[S]nH)Y = [S]^{n_{H}}/(K^{n_{H}} + [S]^{n_{H}}) com um coeficiente de Hill nH>1n_{H} > 1 (hemoglobina: nH2.8n_{H} \approx 2.8 para seus quatro sítios; mioglobina, de um sítio: nH=1n_{H} = 1). A hemoglobina existe em duas conformações quaternárias, o estado T (tenso, de baixa afinidade, favorecido quando nenhum oxigênio está ligado) e o estado R (relaxado, de alta afinidade), e alterna entre elas como um todo; prótons, dióxido de carbono e 2,3-bisfosfoglicerato estabilizam o T e assim baixam a afinidade — o efeito Bohr, pelo qual o tecido em trabalho, ácido e quente, retira mais oxigênio do sangue.

Saturação de oxigênio da hemoglobina calculada pela equação de Monod–Wyman–Changeux com os parâmetros do exemplo (vermelho), contra um transportador de um só sítio de mesma pressão de meia-saturação (azul). Entre o pulmão e o músculo em trabalho, o transportador cooperativo descarrega quase o dobro.
Saturação de oxigênio da hemoglobina calculada pela equação de Monod–Wyman–Changeux com os parâmetros do exemplo (vermelho), contra um transportador de um só sítio de mesma pressão de meia-saturação (azul). Entre o pulmão e o músculo em trabalho, o transportador cooperativo descarrega quase o dobro.

Exemplos

Exemplo 7.11 (A hemoglobina em números)

Tome n=4n = 4, KR=1mmHgK_{R} = 1\,\mathrm{mmHg}, c=0.01c = 0.01 (de modo que KT=100mmHgK_{T} = 100\,\mathrm{mmHg}) e L=3×105L = 3\times 10^{5}. À pressão parcial de oxigênio do sangue arterial, 100mmHg100\,\mathrm{mmHg}, α=100\alpha = 100 e Y=0.97Y = 0.97; a 40mmHg40\,\mathrm{mmHg}, o valor venoso em repouso, Y=0.78Y = 0.78; a 26mmHg26\,\mathrm{mmHg}, Y=0.52Y = 0.52 — o modelo reproduz a pressão de meia-saturação de 26mmHg26\,\mathrm{mmHg}; a 20mmHg20\,\mathrm{mmHg}, num músculo em exercício, Y=0.35Y = 0.35. Um transportador não cooperativo de mesma pressão de meia-saturação daria 100/126=0.79100/126 = 0.79 nos pulmões e 20/46=0.4320/46 = 0.43 no músculo, descarregando 0.360.36 de sua capacidade onde a hemoglobina descarrega 0.620.62. A cooperatividade é o que faz um transportador que carrega por completo a uma pressão e descarrega quase tudo a uma pressão apenas cinco vezes menor.

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