Jaka jest funkcja hemu w hemoglobinie?

Grupa hemowa jest niezbędnym składnikiem białka hemoglobiny, które odpowiada za transport tlenu w krwiobiegu. Struktura grupy hemowej to pierścień porfirynowy z jonem żelaza w środku. Jon żelaza jest związany z pierścieniem porfiryny przez cztery atomy azotu i jest ponadto skoordynowany z piątym ligandem, zwykle cząsteczką wody. Szóste miejsce koordynacyjne na jonie żelaza jest dostępne do wiązania się z cząsteczką tlenu.

Kiedy cząsteczka tlenu wiąże się z jonem żelaza w hemoglobinie, jon żelaza zmienia swój stopień utlenienia z Fe(II) na Fe(III). Ta zmiana stopnia utlenienia powoduje, że grupa hemowa staje się bardziej bogata w elektrony, co prowadzi do silniejszych interakcji między grupą hemową a strukturą białkową hemoglobiny. Wiązanie tlenu z hemoglobiną powoduje również zmiany konformacyjne w białku, które ułatwiają wspólne wiązanie dodatkowych cząsteczek tlenu z hemoglobiną.

Wspólne wiązanie cząsteczek tlenu z hemoglobiną jest niezbędne dla efektywnego transportu tlenu w krwiobiegu. Przy niskim ciśnieniu parcjalnym tlenu w płucach hemoglobina wiąże się z cząsteczkami tlenu i nasyca się tlenem. Kiedy hemoglobina dociera do tkanek, w których ciśnienie parcjalne tlenu jest niższe, cząsteczki tlenu oddzielają się od hemoglobiny i są uwalniane do tkanki. Wspólne wiązanie cząsteczek tlenu z hemoglobiną zapewnia, że ​​tlen jest skutecznie ładowany do hemoglobiny w płucach i usuwany w tkankach, gdzie jest potrzebny do oddychania komórkowego.