ヘモグロビンの性質について

質問

よろしくお願いします。

体内のヘモグロビンの半分が失われている状態での酸素不足はさほど重篤でないにもかかわらず
COの結合したヘモグロビンのサブユニット数が全体の半数をこえると致死的である、
のはなぜでしょうか？

前半の問いは全くわかりません。どこか他の臓器で補うとかでしょうか？

後半について
ヘモグロビンと酸素の結合を考えると、S次曲線になると思います。
つまり、酸素がくっつけばくっつくほどヘモグロビンの構造が変化して、より酸素がくっつきやすくなる、ということだと思いますが、
COについても酸素と同様なのではないか、と推測しました。
もしそうであれば、COがくっつけばくっつくほど、酸素がくっつけない、と思ったのですが。。。？？

それとも、
ヘモグロビンの酸素結合部位をCOが競争的阻害するのでしょうか？

どなたかご存知の方、教えていただけると幸いです。

回答No.3

tir70 · ベストアンサー

>＞ヘモグロビンへのCOの結合も共同性があったように
>この「共同性」とはどういう意味でしょうか？一緒に働くという意味でしょうか？

ヘモグロビンは、酸素結合部位（＝CO結合部位）を４個持っており、酸素を結合している結合部位の多いヘモグロビン分子ほど次の酸素結合の親和性が高くなる，というのがgoodoさんの言っておられることですよね？これを，（結合部位間の）共同性と言っています．ホモトロピックなアロステリック効果といっています．COにも同様のメカニズムが働いていてCO結合の平衡曲線がＳ字になっているのをどこかで見たような気がしている，というような意味です．文献を改めて調べていないので，やっぱり「気がしている」以上の話ではありません．

>調べたところ、私の答えは、COはヘモグロビンに対して酸素よりも約２５０倍高い親和性がある。
>４量体のうち２つにCO結合していても、残りの２つのサブユニットに酸素はくっつける。
>これらの酸素は肺で酸素とくっつけるが、この４量体は、組織において、酸素をわずかしか放出できないから。
>
>ということにしました。前半は、理由はわからないが、重度の貧血患者は、そういう状態だが、生きているから、生存可能、としました。

どうも，答案としては今ひとつ物足りないように見えなくもありません．

ヘモグロビンが末端組織で酸素分子を放出するのは，肺と末端組織の酸素分圧の差に加えて，CO2, H+等がヘモグロビンに結合することでヘモグロビンの酸素に対する親和性を減少させるという効果も関与しています．こちらは，ヘテロトロピックなアロステリック効果と言っています．もしかしたらこれとCOが関係していませんか？

あとは，本を読んでレポート作成してください．

お礼

ご回答ありがとうございました。
答えはよくわかりませんが、これを調べることにより、ヘテロトロピックなど、いろいろ調べることができ、知識が増えました。ありがとうございました。

回答No.2

tir70

見当違いかもしれませんが、ヘモグロビンのCO飽和度が５０％を超えるようなCO分圧下では、もしかしたら、呼吸鎖の他のヘムタンパク質へもCOが結合して通常の機能が阻害されているかもしれなくて、それによって致死的なんですかねぇ．．．．

また、「体内のヘモグロビンの半分が失われている状態」は、ヘモグロビンの４個のサブユニットのうち２個が常に酸素結合能がない先天性のメトヘモグロビン血症が致死性でないことを指しているんでしょうか？それとも、動脈中のヘモグロビンの酸素飽和度が５０％になる酸素分圧条件を指しているんでしょうかね（まあ、常識および文面から判断して、後者ではないでしょう）。

うろ覚えですが、ヘモグロビンへのCOの結合も共同性があったように思います。
酸素とCOは、結合部位は同一なので、同じ結合部位に対して競合的に結合することになります。

レポートでそういうのを書かされるんでしたら、講義でそういう話があったか、どういう本を調べたらよいのか紹介があったかもしれませんよ。さしあたりですが、ストライヤーの生化学のどこかに、概ね答えが書いてあるでしょう。

お礼

ありがとうございます。

「体内のヘモグロビンの半分が失われている状態」はおそらく、重度の貧血患者のことだと思います。
臨床はまだなので、病名についてはわかりません、すみません。

＞ヘモグロビンへのCOの結合も共同性があったように
この「共同性」とはどういう意味でしょうか？一緒に働くという意味でしょうか？

調べたところ、私の答えは、COはヘモグロビンに対して酸素よりも約２５０倍高い親和性がある。
４量体のうち２つにCO結合していても、残りの２つのサブユニットに酸素はくっつける。
これらの酸素は肺で酸素とくっつけるが、この４量体は、組織において、酸素をわずかしか放出できないから。

ということにしました。前半は、理由はわからないが、重度の貧血患者は、そういう状態だが、生きているから、生存可能、としました。

あっているかどうかはわかりませんが。。

ちなみに私の授業の指定教科書は、レーニンジャーなのですが、ストライヤーというのがあるのですね。
図書館で探してみます。ありがとうございます。

回答No.1

mrkato

同じ「酸素結合できる単位が半減」であっても、溶血症や失血などでの現象は
「赤血球が肺に来ればＣＯ２と交換で結合できる」ので、そのまま半減ということ。

ＣＯに結合された赤血球は、それをＣＯ２のように素直に交換できない事だったと。
赤血球が代謝されないと改善しないのではなかったか。

さらにＣＯに触れていない赤血球も、物理的にＣＯ結合されてる赤血球が邪魔になるし、
代謝や透析で改善するにしても、正常なほうも含めて「比率が変わらないまま」失うし。

お礼

ありがとうございました。