• http://www.biokemia.sote.hu/
• user: file
• pass: kitarul2

Első féléves előadás diák

Második féléves előadás diák

2012-2013as szigorlati tételsor

2012-2013as képletlista

Képletgyűjtemény

• az emberi szervezet fehérjéi 20 L,α-aminosavból képződnek
• bizonyos aminosavak a szintézis során tovább módosulhatnak
• valamennyi aminosav karboxil- és aminocsoportot tartalmaz az α-szénatomon
• a közös alapszerkezet mellett különböző oldalláncokkal rendelkeznek, ami a glicinen kívül optikailag aktívvá teszi a molekulát
• pH~7,4 körül teljesen ionizált állapotban vannak jelen a szervezetben ikerionok

• van der Waals kölcsönhatások, hidrofób kölcsönhatások
• a glicin teszi lehetővé a polipeptidlánc legnagyobb flexibilitását
• a prolin gátolja leginkább a flexibilitást
• a tirozin hidroxilcsoportja H-hidakat alakíthat ki

• H-híd kialakítására képes aminosavak
• hidrofilok
• a metionin inkább apoláros (a kén a szénláncban)
• a cisztein könnyen oxidálódik cisztinné (diszulfidhíd), ez képes egyedül kovalens kötés kialakítására
• a szerin és a cisztein részt vehet enzimkatalízisekben

• aminodikarbonsavak

• az egyik aminosav α-karboxil-csoportja egy másik aminosav α-amino-csoportjához peptidkötéssel (amidkötés) hozzákapcsolódik
• a polipeptidlánc szabályosan ismétlődő része a főlánc, amelyhez az oldalláncok kapcsolódnak
• az első beépülő aminosav amino-csoportja szabad marad (N-terminális)
• az utolsó beépülő aminosav karboxil-csoportja is szabad (C-terminális)
• a peptidkötések víz jelenlétében spontán hidrolizálnak, de a hidrolízis sebessége rendkívül kicsi (bizonyos katalizátorok hatására azonban extrém módon fölgyorsul)
• megkülönböztetünk egyszerű és összetett fehérjéket
• az 50-nél több aminosavból álló fehérjék a polipeptidek.

• a fehérjék elsődleges sorrendje az aminosavak kapcsolódási sorrendje
• a peptidkötésben a szén-nitrogén atom kötéstávolsága az egyes és a kettős kötés közé esik, ez pí-delokalizáció
• a kötésben részt vevő hat szénatom egy síkban helyezkedik el, ezek a síkok rotálnak az α-szénatom körül.

• a karbonil- és aminocsoportok között kialakuló hidrogénhidak stabilizálják a szerkezetet
  • egyik formája az alfa-hélix
  • másik formája a béta-redő
• egy fehérje nem feltétlenül csak alfa-hélix vagy béta-redő szerkezetű, hanem ezek, és más szabályos (B-turn) és szabálytalan struktúrák (random coil) keveredhetnek egymással

* a RTG-diffrakciós vizsgálatok szerint két periodicitást mutatnak (0,15 és 0,54 nm) * két alfa szénatom között a távolság 0,15 nm * egy spirál 3,6 aminosavból áll, így mire a következő alfa szénatom az előző fölé kerül » 0,15 * 3,6 = 0,54 nm * az NH és C=O csoportok ellentétes orientációval egymás fölé kerülnek, ez stabilizálja a szerkezetet * egymástól négy peptidkötésnyire lévő aminosavak amid nitrogén és karbonil oxigénatomja között jön létre * az oldalláncok kilógnak, a peptidkötések körüli atomok pedig olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy a hélix belseje kitöltött * nem alakulhat ki a helikális szerkezet, ha a láncban

• prolin
• vagy sok negatív töltés található (az apoláros oldalláncok kiszorítják a vizet, hogy ne azzal lépjenek H-hidas kölcsönhatásba)

* alfa-helikális szerkezet esetén csökken a forgatási szög

• ha két lánc kerül egymás mellé, kialakul a H-híd
  • lehet paralel és antiparalel
• a prolin képes arra, hogy olxan mértékben megtörje a láncot, hogy az önmagával képezzen béta-redőt (béta-turn)

• az aminosav oldalláncok között kialakuló kölcsönhatások stabilizálják, hozzák létre
  • hidrogénkötések
  • elektrosztatikus kölcsönhatások (ionpárok)
  • apoláros kölcsönhatások (London-féle erők)
  • ezeket kiegészíti a ciszteinek között létrejövő diszulfidhíd (kovalens kötés)
• az így kialakuló konformáció felelős a fehérje funkciójáért
• egymástól távol lévő aminosavak oldalláncai kerülhetnek olyan közel egymáshoz, hogy kölcsönhatásba léphetnek
• a fehérjék nagy mennyiségű vizet képesek megkötni, általában rendezett hidrátburok alakul ki körülöttük
• az apoláros részletek egymás közelébe kerülnek és a fehérjegomolyag belseje felé orientálódnak
• izoelektromos pont: amikor a fehérje összes negatív és pozitív töltése megegyezik, a hidrátburok szétesik és a fehérje oldékonysága a minimumra csökken. azt a pH értéket, ahol ez bekövetkezik, a fehérje izoelektromos pontjának nevezzük

• egy fehérjemolekulán belül több polipeptidláncot másodlagos kötőerők tartanak össze (diszulfidhíd esetén nem beszélünk negyedleges szerkezetről)
  • az oxigénkötő hely kialakításában meghatározó funkciója van egy másik hisztidinnek, amely nem kötődik a vasatomhoz
• de ezt is az aminosavak kapcsolódási sorrendje határozza meg

• bizonyos enzimek, amelyek külön-külön is jól definiált funkciót töltenek be, összekapcsolódhatnak és összehangoltan működhetnek

• multienzim komplexek tovább kapcsolódhatnak

• natív szerkezet: az a szerkezet, amelyben a fehérje működőképes
• fehérjedenaturáció során megszűnnek a gyenge kölcsönhatások és elveszik a hidrátburok az elsődleges szerkezet megváltozása nélkül. lehet:
  • reverzibilis
    • könnyűfémsók (ammónium-szulfát, nátrium-klorid, magnézium-klorid)
    • szerves oldószerek (etanol, aceton)
    • denaturáló vegyületek (urea, guanidin)
    • detergensek (Na-dodecil-szulfát)
  • irreverzibilis
    • szerves savak (triklórecetsav)
    • nehézfémsók (Pb, Hg)

• a natív szerkezet az ún. protein-folding során alakul ki
• a fehérjelánc föltekeredése a termodinamikailag legkedvezőbb folyamatot követi
• a natív konformáció így a fehérje szerkezetének legkedvezőbb állapota
• a primer szerkezet, az aminosavak sorrendje határozza meg a natív állapot konformációját
• vannak kitüntetett aminosavak, amelyek a szekvenciában elfoglalt szerkezetüktől függően alapvető fontosságúak a konformáció kialakításában
• a chaperonok speciális szerepet játszanak a funkcióképes polopeptidszerkezet kialakításában
  • alapvető funkciójuk a denaturált, de legalábbis nem szabályosan föltekeredett fehérjék aggregálódásának meggátlása és az alapvető konformáció kialakításának elősegítése

• tulajdonságok, amelyek alapján a fehérjék elválaszthatók egymástól:
  • méret
  • oldékonyság
  • töltés
  • kötődési affinitás

• a polipeptidlánchoz
  • 6 N HCl-t adok
  • 110 fokon 24 órán át inkubálom (savas hidrolízis)
  • így az összes peptid kötés felszakad és az aminosavakat mennyiségileg meg tudom határozni.

• a fehérje N-terminális aminosavat kell reagáltatni olyan vegyülettel, amely az aminosavval együtt eltávolítható
• külön-külön megemésztettem a peptidláncot az endopeptidázokkal és átfedő szakaszokat keresve meg tudom határozni akármilyen hosszú polipeptidlánc aminosav sorrendjét.
• Probléma: 98%-os hatásfok
  • mindig visszamarad ismeretlen aminosav
  • egy átlag polipeptid 100-150 aminosavból áll, ezt már nem tudom meghatározni
  • endopeptidázokra - tripszin, kemotripszin - van szükségem, melyek oldalláncspecifikusak.

• Sanger határozta meg elsőként az inzulin aminosavszekvenciáját
  • dinitro-fluoro-benzollal reagáltatta
    • az N-terminális véghez kötődik
    • mindig csak egy szakadt aminosav szakadt le
    • egyesével meg tudta határozni a sorrendet.
• Edman lúgos közegben fenil-izotiocinátot használt reagensként.
  • A közeg enyhe savanyítására leszakad az első peptidkötés
  • ismételt visszalúgosítással, újabb Edman-reagenssel és savanyítással minden aminosav leszakítható
  • A leszakadó aminosavak fenil-izohidantiont alkotnak, melyeket az oldalláncok különböztetnek meg egymástól.
• Kendrew a ribonukleáz fehérjét vizsgálta
  • 124 aminosav
    • 8 cisztein - térben elég közel helyezkednek el egymáshoz, ezért a szulfid-csoportok O₂ jelenlétében kovalens kötéssel összekapcsolják a láncot.
      • fontos: meghatározott cisztein meghatározott ciszteinnel kapcsolódhat, mert így működik csak az enzim.
  • másodlagos kötéseket 6 M-os urea oldattal bontotta fel
  • diszulfidhidakat szétbontani merkaptoetanollal lehet
  • ha a denaturáló ágenseket eltávolítom dialjzissel, akkor az alapszerkezetet nyerem vissza, ezzel bebizonyította, hogy az aminosav sorrend határozza meg a térszerkezetet.

• az élő szervezetben kevés reakció megy végbe önmagától, bár a szabadentalpiaváltozása negatív érték
  • a reakciók önmagukban rendkívül lassúak, meggyorsításukhoz katalízisre van szükség
  • a katalízist enzimeknek nevezett fehérjék végzik
• a reakcióban résztvevő partnerek (szubsztrátok) és a végtermék stabil kémiai szerkezete között az átalakuló molekulának egy tranzíciós (átmeneti) állapotba kell kerülnie
  • az átmeneti állapot eléréséhez szükséges energiaszint a reakció gátja
  • az enzimek pontos kiegészítői a tranzíciós állapotban lévő szubsztrátok szerkezetének, így stabilizálják az átmeneti állapotot és csökkentik az aktiválási energiát
• az enzimek szerkezete specializálódott, specifikusak szubsztrájukat és a reakciót tekintve is
• kizárólag a reakció aktiválási energiáját csökkentik, az egyensúlyi állapotot nem változtatják meg
  • a reakció tényleges irányát a reakció szabadenergiaváltozása határozza meg
    • végbemehetnek az élő szervezetben olyan reakciók is, amelyek önmagukban szabadenergianövekedéssel járnak, azonban ezekhez mindig kapcsolódik egy szabadenergiacsökkenéssel járó folyamat
    • léteznek olyan enzimek, amelyek több reakciót képesek összekapcsolni

• a szubsztrátok az enzim szubsztrátkötő helyéhez kapcsolódnak, amely az aktív helyhez tartozik
  • az aktív helyet alkotják még
    • az aminosav-oldalláncok, amelyek részt vesznek a szubsztrátok átalakításában
    • a prosztetikus csoportok (általában vitamin természetű anyag származéka)
  • az aminosav-oldalláncok, amelyek az aktív helyet alkotják, csak a harmadlagos szerkezetben kerülhetnek egymás közelébe
  • az aktív hely szubsztrátkötő része a szubsztrát szerkezetének pontos térbeli kiegészítője
    • kulcs-zár mechanizmus szerint az enzim már a kapcsolódás előtt ilyen szerkezetben létezik
    • indukált illeszkedés elmélet szerint pont a szubsztrát kötődése hozza létre a komplementer szerkezetet
• az enzim-szubsztrát kapcsolatot a gyenge, reverzibilis kölcsönhatások sokasága biztosítja

• a legtöbb katalízis néhány részfolyamaton alapul, ezek a
  • sav-bázis katalízis
  • kovalens katalízis
  • entrópia effektus

• az általános savak (adott pH-n protont tud leadni) protonálni képesek a szubsztrát valamely csoportját
• az általános bázisok (adott pH-n protont vonzanak) deprotonálják a szubsztrátot
• pl. a pancreasban termelt ribonukleáz működési mechanizmusa

• az aktív hely aminosav oldalláncai vagy a prosztetikus csoport átmenetileg kovalens kötést létesít a szubsztráttal
• pl. a kimotripszin és egyéb szerin-proteázok

• az enzimekhez való kötődéskor a szubsztrátok a megfelelő elrendeződésben kerülnek egymáshoz közel, így az entrópia csökken

• a fémiont tartalmazó enzimek jelentős csoportja redoxireakciókat katalizál

• egy-egy enzimet négy szám határoz meg
• az első szám hat nagy osztályba sorol
  • oxidoreduktázok
    • redoxireakciókat katalizálnak
  • transzferázok
    • funkciós csoportokat helyeznek át (pl. kinázok)
  • hidrolázok
    • víz segítségével hasítanak
  • liázok
    • víz, ammónia, szén-dioxid vagy valamilyen más molekula adódik egy molekulához vagy vonódik el egy molekulától
  • izomerázok
    • izomerizációkat katalizálnak
  • ligázok
    • különböző molekulákat kapcsolak össze nagyenergiájú foszfátkötés hasításából fedezett energiával
• az azonos szubsztrátok azonos reakcióját katalizáló, de elsődleges szerkezetükben eltérő enzimek az izoenzimek

• a katalitikus funkció betöltéséhez az enzimek jelentős része egy koenzimnek nevezett molekulát igényel
  • ezeket az emberi szervezet a vitaminokból veszi fel
  • ha az enzim ls a koenzim kapcsolata nagyon szoros, prosztetikus csoportnak nevezzük

• a nem katalizált kémiai reakcióban a reakció sebessége a résztvevő anyagok koncentrációjától függ
• a katalizált reakció sebessége sokkal nagyobb, mint a nem katalizálté, azonban a reagáló anyag koncentrációjának emelése egy telítési koncentráció felett már nem okoz észrevehető sebességnövekedést
  • ilyenkor a rendszer maximális sebességgel (v_max) működik
  • minden enzim szubsztrátot köt
  • ha az enzimkoncentrációt növeljük, növekedik a reakció sebessége
• a Michaelis-Menten modell leírja a legegyszerűbb katalizált reakció menetét
  • feltétele, hogy a szubsztrát koncentráció [S] az enzim koncentrációjánál [E] nagyságrendekkel nagyobb
  • a vizsgált időtartam alatt az eredeti [S]-hoz képest elhanyagolható mennyisegű szubsztrát alakuljon át
• az enzim és a szubsztrát k₁ sebességi állandó szerint alakul át ES komplexszé és k₂ állandóval alakul vissza
• az ES komplex k₃ sebességi állandó szerint alakul át termékké
• a három sebességi állandóból k₂ + k₃ / k₁ szerint nyert állandó a Michaelis-konstans K_M
• az egyenlet szokásos formája:
  • v = [S]v_max / ([S] + K_M)
• ha a reakciósebesség éppen a fele a maximális reakciósebességnek, akkor a K_M érték éppen [S]
  • azaz a Michaelis-konstans számértékileg megegyezik azzal a szubsztrátkoncentrációval, amely mellett egy adott enzimmennyiség az általa elérhető maximális reakciósebesség felét éri el
  • minél kisebb a K_M érték, annál kisebb szubsztrátkoncentrációnál képes az enzim dolgozni
• a kettős reciprok linearizálási formája a Lineweaver-Burk féle ábrázolás
• az enzim katalitikus képességét az átviteli szám jellemzi
  • megmutatja, hogy egy adott enzim időegység alatt hány molekula szubsztrát átalakulását képes katalizálni
• készítmények jellemzésére az enzim aktivitását szokták használni
• az enzim tisztasága kapcsán a fajlagos aktivitás fejezi ki az egységnyi mennyiségű fehérjére eső enzimaktivitást
• a valóságban azonban legalább két szubsztrát vesz részt a legtöbb reakcióban
  • a reakció jellege szerint lehet szekvenciális (előbb az egyik, majd a másik szubsztrát kötődik » hármas komplex)
  • vagy lehet ping-pong reakció, amikor először az egyik szubsztrát kötődik, a termék leválik, majd a másik szubsztrát kötődik

• a gátló anyag nagyon erősen, legtöbbször kovalens kötéssel kapcsolódik
• nagyon lassan, vagy egyáltalán nem disszociál

• a gátló anyag okozhatja a szubsztrát kötődését
• vagy gátolhatja a katalízis folyamatát
• kompetitív gátlás
  • a gátló anyag a szubsztrát enzimhez való kötődését gátolja
  • a sszubsztrát és az inhibitor ugyanazért a kötőhelyért verseng
  • ha emelkedik a szubsztrát koncentráció, az ES komplex fog kialakulni
  • a kompetitív inhibitor tehát
    • nem változtatja meg a v_max értéket
    • a K_M értéket azonban látszólag megnöveli
• nem kompetitív gátlás
  • a gátló anyag nem a szubsztrátkötő helyhez, hanem az aktív centrum más, a katalízisben részt vevő csoportjához kapcsolódik
  • a gátlás a maximális reakciósebesség csökkenésével jár
  • a K_M érték változatlan marad
• unkompetitív gátlás
  • a gátló anyag nem ugyanahhoz az enzimformához kötődik, mint a szubsztrát
  • v_max és K_M értéke is csökken
• az enzimek természetes szubsztrátjaira hasonlító gátlószereket antimetabolitoknak nevezzük

• két tényező határozza meg az enzim aktivitásának mértékét
  • az enzim mennyisége
  • az egyes enzimmolekulák működésének sebessége
• a már megszintetizálódott enzimmolekulák működésének sebességét többféle regulációs mechanizmus módosíthatja
  • allosztérikus szabályozás
  • oldalláncok kovalens módosítása
  • proenzimek aktív enzimmé alakítása limitált proteolízis segítségével

• a szubsztrátkötő helyen kívül rendelkeznek még más ligand számára is kötőhellyel (allosztérikus kötőhely)
  • gyakran az aktív helytől távol
  • az aktív hely és az allosztérikusan kötődő ligand funkcionális kapcsolatát az enzim harmadlagos szerkezetének változása biztosítja (allosztérikus konformációváltozás)
• az allosztérikus aktivátor és allosztérikus inhibitor kötődése gyenge kölcsönhatások sokaságán alapul, ezért reverzibilis folyamat
• allosztérikus aktivátorok
  • megnövelheti az enzim affinitását a szubsztrát iránt (csökken a K_M érték)
  • elősegítheti a szubsztrátok megfelelő orientációját (nő a v_max érték)
  • léteznek olyan enzimek is, amelyek kizárólag a ligand kötődése után működnek
• allosztérikus inhibitorok
  • ha a ligand és a szubsztrát kölcsönösen kizárja egymás kötődését, bár nem ugyanazért a kötőhelyért versengenek, akkor látszólag kompetitív gátlás kinetikai képét kapjuk
• a szubsztrátétól eltérő szerkezetű allosztérikus hatás a heterotrop hatás
• több azonos polipeptidláncból felépülő enzimek esetén jöhet létre a homotrop hatás
  • egyetlen fajta molekula, enzimek esetén maga a szubsztrát képes betölteni az allosztérikus ligand szerepét is
  • a jelenség magyarázata a negyedleges szerkezet konformációváltozása
    • ha kötődik egy ligand, nem csak egy alegység szerkezetét képes megváltoztatni, hanem a változás átterjed a többialegységre is
    • ezért a ligand a többi alegység szempontjából allosztérikus szabályozóként szerepel
  • a pozitív homotrop hatás (homotrop kooperatív hatás)
    • Michaelis-Menten modell telítési görbéjétől eltérő, S-alakú (szigmoid) telítési görbét eredményez
    • az első molekula szubsztrát kötődése úgy változtatja meg az enzim negyedleges szerkezetét, hogy a következő molekula szubsztrát kötődésének valószínűsége megnő
    • szimmetria modell
      • kétféle konformációban létezik az enzim, egy katalízisre képes relaxált (R) és egy nem képes feszített (T) állapotban
      • a szabad enzim a két állapot közötti egyensúlya a T irányba van eltolva
      • az első molekula szubsztrát bekötődése az egész szerkezetet R konformációban stabilizálja
    • szekvenciális modell
      • nem szükségszerű, hogy az összes alegység ugyanabban a konformációban legyen
      • a ligand bekötődése megváltoztatja a konformációt, de ez nem terjed át az enzim teljes egészére, csak a következő alegységre
    • a homotrop kooperáció fiziológiai jelentősége, hogy az enzim működési tartományát sokkal szűkebb szubsztrátkoncentrációk között tartja (hemoglobin oxigénleadása)

• a szabályozó mechanizmus az enzimek foszforilációján és defoszforilációján alapul
• a szabályozás kovalens módosítást katalizáló enzimeket igényel
• a fehérjék foszforilációjáért felelős enzimek transzferázok, protein-kinázok
  • ATP foszfátcsoportjának terhére alakítják ki az észterkötést
  • fehérjék szerin, treonin vagy tirozin oldalláncának OH-csoportján foszforilálnak
  • a foszforiláció bizonyos enzimek esetén aktiváló más enzimek esetén gátló hatású
• a defoszforilációt katalizáló enzimeket foszfo-protein-foszfatázoknak nevezzük
• a foszforilációs kaszkád segítségével a kémiai jel megsokszorozódhat

• irreverzibilis folyamat
• a lényege, hogy az enzim csak ott legyen aktív, ahol már szükség van rá
• a limitált proteolízis során egy másik proteáz néhány kitüntetett peptidkötésüket elhasítja, így válnak aktívvá

• 18x több energiát lehet előállítani oxigén jelenlétében
• a sejtben oldódó oxigén nem elég az energiatermeléshez
• vminek még kötni kell oxigént » fehérjék
  • a vörösvértestekben a hemoglobin (Hb)
    • főként az oxigén szállítására szolgál
  • az izomsejtekben a mioglobin (Mb)
    • főként az oxigén tárolására szolgál

• mindkét molekula hemoprotein, prosztetikus csoportként hemet tartalmaz
  • a hem-vas az oxigén- és az elektronakceptor is
  • a vas a tetrapirrol gyűrűrendszer közepén mind a négy nitrogénhez kötpdik, továbbá két koordinatív kötésre képes a hem síkjának két oldalán
  • az ötödik koordinációs kötőhelyéhez a globinlánc egyik hisztidinje kapcsolódik
    • így már Fe(II) formában van jelen a hem-vas
    • nem képes föloxidálódni és képes oxigént kötni
    • az oxigénkötést egy másik hisztdin stabilizálja, amely nem kötődik a vasatomhoz
  • az oxigén O₂-molekula formában kötődik
  • csak a hem-vas (Fe²⁺) képes oxigént kötni, az oxidált állapotú Fe³⁺ vagy methemoglobin nem, ez minden hemoproteinre igaz. ezért a hemoproteinek egy része:
    • Fe(II)-állapotban oxigéntranszportot bonyolít le
    • Fe(II)/Fe(III) redoxrendszer, elektrontranszportban vesz részt (citokrómok)
    • Fe(II) állapotban oxigént köt, Fe(II)/Fe(III) redoxreakcióban az oxigént redukálja
• a Mb egyetlen polipeptidláncból és a kapcsolódó hemből áll
• a Hb globinrészét négy polipeptidlánc alkotja
  • a Hb A két alfa és két bétaláncból áll
  • a magzati Hb F két alfa és két gammaláncból áll
  • az alegységeknek külön a Mb-hoz hasonló a telítési görbéje
• denaturációs vizsgálatok
  • ha elvesszük a hemet, ureával denaturáljuk, dializáljuk az ureát és visszaadjuk a hemet » nem köt újra oxigént
  • ha elvesszük a hemet, ureával denaturáljuk, de a dialízis előtt adjuk vissza a hemet » újra képes oxigént kötni

• az oxigénkötő fehérjéket telítési görbéjükkel jellemezhetjük
  • megmutatja, hogy a fehérjék hány százaléka köt oxigént adott parciális oxigénnyomásnál
• alapvető különbség a Mb és a Hb telítési görbéjében
  • Mb telítési görbéje hiperbola
    • a szövetekben fönnálló viszonyok között képtelen lenne leadni az oxigént
  • Hb telítési görbéje szigmoidális
    • az alegységek közötti kooperativitásra utal
      • az oxigén bekötődése gátolt egy ideig, de egy oxigén bekötődése elősegíti a többi bekötődését
    • a tüdőben telített oxigénnel, de a szövetekben képes leadni a kötött oxigént
• oxigénkötés hatására a Fe(II) és a porfiringyűrű térbeli viszonya módosul
  • oxigén nélkül a gyűrű síkjából a Fe kiemelkedik
  • az oxigén kötődése mintegy behúzza a gyűrűbe a hem-vasat (csökken az ionrádiusz)
  • megváltoznak a hidrogénhíd-kötések és apoláros kölcsönhatások
  • fölszakad a deoxi-Hb-t stabilizáló 8 ionpár
  • ezzel magyarázható a pozitív kooperáció
• a vörösvértestekben igen nagy mennyiségben termelődik 2,3-bifoszfoglicerát (2,3-BPG)
  • a negatív töltésű 2,3-BPG és a pozitív töltésű aminosav-oldalláncok olyan kötéseket hoznak létre, amelyek stabilizálják a deoxi-Hb negyedleges szerkezetét
  • oxi-Hb-hoz nem kötődik, mert az oxigenálódás gátolja a kötődését
  • a 2,3-BPG kötése pedig gátolja, hogy alacsony tenziónál bekötődjön az oxigén
  • ha nem tatalmazna a vörösvérsejt 2,3-BPG-ot, akkor a Hb telítési görbéje a Mb telítési görbéjéhez válna hasonlóvá
  • a tárolt vér 2,3-BPG-tartalma folyamatosan csökken, ezt inozin hozzáadásával lehet meggátolni
  • a Hb F kevésbé köti a 2,3-BPG-ot, ezért nagyobb az affinitása az oxigénhez, ez biztosítja a magzat oxigénellátását az anyai vérből
• a Hb protonokat és szén-dioxidot is köt
  • a szövetekben termelődő CO₂-ot az anhidráz H₂CO₃-tá alakítja
  • ez a fiziológiás pH-n deprotonálódik, a HCO₃^--ot szállítja a vér, a H⁺-t a Hb
• pH csökkenésével a Hb oxigénaffinitása csökken
  • fokozott izomműködés esetén a laktáttermelés miatt a pH csökken, a telítési görbe jobbra tolódik, ez a Bohr-effektus
    • Hb leadja az oxigént és fölveszi a hidrogént, mert lecsökkent az oxigénaffinitás

• több, mint 300 humán hemoglobinopathiát írtak le
• legtöbbjük egyetlen aminosav módosulása
• egyes esetekben azonban ez is súlyos kórkép kialakulásához vezethet
• a sarlósejtes anaemia mindössze egyetlen aminosav módosulásának következménye

esszékérdések