Myoglobin - Myoglobin

MB
Myoglobin.png
Tilgængelige strukturer
PDB Ortologsøgning : PDBe RCSB
Identifikatorer
Aliaser MB , PVALB, myoglobgin, myoglobin, myoglobin
Eksterne ID'er OMIM : 160000 MGI : 96922 HomoloGene : 3916 GeneCards : MB
Ortologer
Arter Human Mus
Entrez

4151

17189
Ensembl

ENSG00000198125

ENSMUSG00000018893
UniProt

P02144

P04247
RefSeq (mRNA)

NM_005368
NM_203377
NM_203378
NM_001362846

NM_001164047
NM_001164048
NM_013593
RefSeq (protein)

NP_001157519
NP_001157520
NP_038621
Placering (UCSC) Chr 22: 35,61 - 35,64 Mb Chr 15: 77,02 - 77,05 Mb
PubMed søgning
Wikidata
Se/rediger menneske Se/rediger mus

Myoglobin (symbol Mb eller MB ) er en jern - og oxygen -bindende protein fundet i hjerte- og skelet- muskelvæv af hvirveldyr i almindelighed og i næsten alle pattedyr. Myoglobin er fjernt beslægtet med hæmoglobin . Sammenlignet med hæmoglobin har myoglobin en højere affinitet for ilt og har ikke kooperativ binding med ilt som hæmoglobin gør. Hos mennesker findes myoglobin kun i blodbanen efter muskelskade .

Høje koncentrationer af myoglobin i muskelceller gør det muligt for organismer at holde vejret i en længere periode. Dykkerpattedyr som hvaler og sæler har muskler med særlig høj myoglobinmængde. Myoglobin findes i type I -muskler, type II A og type II B, men de fleste tekster mener, at myoglobin ikke findes i glatte muskler .

Myoglobin var det første protein, der fik sin tredimensionelle struktur afsløret ved røntgenkrystallografi . Denne præstation blev rapporteret i 1958 af John Kendrew og medarbejdere. For denne opdagelse delte Kendrew 1962 Nobelprisen i kemi med Max Perutz . På trods af at det er et af de mest undersøgte proteiner inden for biologi, er dets fysiologiske funktion endnu ikke endeligt fastslået: Mus genetisk manipuleret til at mangle myoglobin kan være levedygtig og frugtbar, men viser mange cellulære og fysiologiske tilpasninger for at overvinde tabet. Ved at observere disse ændringer i myoglobin-tømte mus antages det, at myoglobinfunktionen vedrører øget ilttransport til muskler og iltlagring; det fungerer også som en opdager af reaktive iltarter .

Hos mennesker kodes myoglobin af MB -genet .

Myoglobin kan antage formerne oxymyoglobin (MbO 2 ), carboxymyoglobin (MbCO) og metmyoglobin (met-Mb) analogt med hæmoglobin i form af oxyhemoglobin (HbO 2 ), carboxyhemoglobin (HbCO) og methemoglobin (met-Hb).

Forskelle fra hæmoglobin

Ligesom hæmoglobin er myoglobin et cytoplasmatisk protein, der binder ilt til en hæmgruppe . Det rummer kun en globulingruppe, mens hæmoglobin har fire. Selvom dens hæm -gruppe er identisk med dem i Hb, har Mb en højere affinitet for ilt end hæmoglobin. Denne forskel hænger sammen med dens forskellige rolle: Mens hæmoglobin transporterer ilt, er myoglobins funktion at lagre ilt.

Rolle i køkkenet

Myoglobin indeholder hæmmer, pigmenter, der er ansvarlige for farven på rødt kød . Den farve, kød tager, bestemmes delvist af graden af ​​oxidation af myoglobinet. I fersk kød er jernatomet i jern (+2) oxidationstilstand bundet til et iltmolekyle (O 2 ). Kød tilberedt godt udført er brunt, fordi jernatomet nu er i ferri (+3) oxidationstilstand, efter at have mistet en elektron. Hvis kød har været udsat for nitrit , forbliver det lyserødt, fordi jernatomet er bundet til NO, nitrogenoxid (f.eks. Corned beef eller spekeskinke ). Grillet kød kan også få en rødlig pink "røgring", der kommer fra hæmcentret, der binder til kulilte . Råt kød pakket i en kulilte -atmosfære viser også den samme lyserøde "røgring" på grund af de samme principper. Især overfladen af ​​dette rå kød viser også den lyserøde farve, som normalt forbinder forbrugerne med frisk kød. Denne kunstigt fremkaldte lyserøde farve kan fortsætte, angiveligt op til et år. Hormel og Cargill (kødforarbejdningsvirksomheder i USA) rapporteres begge at bruge denne kødemballageproces, og kød behandlet på denne måde har været på forbrugermarkedet siden 2003.

Rolle i sygdom

Myoglobin frigives fra beskadiget muskelvæv ( rabdomyolyse ), som har meget høje koncentrationer af myoglobin. Det frigjorte myoglobin filtreres af nyrerne, men er giftigt for det renale tubulære epitel og kan derfor forårsage akut nyreskade . Det er ikke selve myoglobinet, der er giftigt (det er et protoxin ), men ferrihematdelen, der dissocieres fra myoglobin i sure miljøer (f.eks. Sur urin, lysosomer ).

Myoglobin er en følsom markør for muskelskade, hvilket gør det til en potentiel markør for hjerteanfald hos patienter med brystsmerter . Forhøjet myoglobin har imidlertid lav specificitet for akut myokardieinfarkt (AMI), og derfor bør CK-MB , hjerte-troponin , EKG og kliniske tegn tages i betragtning for at stille diagnosen.

Struktur og binding

Myoglobin hører til globin superfamilien af proteiner, og som med andre globiner, består af otte alfa-helixer forbundet af løkker. Myoglobin indeholder 153 aminosyrer.

Myoglobin indeholder en porfyrinring med et jern i midten. En proksimal histidingruppe (His-93) er knyttet direkte til jern, og en distal histidingruppe (His-64) svæver nær det modsatte ansigt. Den distale imidazol ikke er bundet til jern, men er til rådighed til at interagere med substratet O 2 . Denne interaktion tilskynder til binding af O 2 , men ikke kulilte (CO), som stadig binder omkring 240 × stærkere end O 2 .

Bindingen af O 2 årsager betydelig strukturel ændring på Fe centrum, som krymper i radius og bevæger sig ind i centrum af N4 lomme. O 2 -bindende inducerer "spin-parring": den fem-koordinat jernholdigt deoxyform er højt spin og seks koordinere oxy formular er lavt spin og diamagnetiske .

  • Molekylær orbitalbeskrivelse af Fe-O 2- interaktion i myoglobin.

  • Dette er et billede af et oxygeneret myoglobinmolekyle. Billedet viser den strukturelle ændring, når ilt er bundet til jernatomet i hæmprotesegruppen. Oxygenatomerne er farvet i grønt, jernatomet er farvet i rødt, og hæmgruppen er farvet i blåt.

Syntetiske analoger

Mange modeller af myoglobin er blevet syntetiseret som en del af en bred interesse for overgangsmetaldioxygenkomplekser . Et velkendt eksempel er porphyrin fra stakit , som består af et jernkompleks af et sterisk omfangsrigt derivat af tetraphenylporphyrin . I nærvær af en imidazol -ligand, denne ferrokomplekset reversibelt binder O 2 . O 2 -substratet vedtager en bøjet geometri, der indtager den sjette position af jerncentret. En nøgleegenskab ved denne model er den langsomme dannelse af μ-oxo-dimeren, som er en inaktiv diferrisk tilstand. I naturen undertrykkes sådanne deaktiveringsveje af proteinmatrix, der forhindrer nær tilgang af Fe-porphyrin-samlingerne.

Et porfyrinkompleks af Fe-hegn med aksiale koordineringssteder optaget af methylimidazol (grønt) og dioxygen . R-grupperne flankerer O 2 -bindende site.

Se også

Referencer

Yderligere læsning

eksterne links