GLOBIN: ĐẶC ĐIỂM, CẤU TRÚC, CHỨC NĂNG VÀ NHỮNG THAY ĐỔI - SINH HỌC - 2025

Các globin là một cấu trúc proteinaceous sắp xếp theo hình dạng hình cầu hoặc hình cầu, như vậy là vì tên của nó. Cấu trúc này thuộc loại bậc ba và có đặc điểm là phức tạp, vì chuỗi axit amin gấp lại để tạo thành cầuroprotein. Có một số loại chuỗi globin và chúng được phân loại bằng các chữ cái Hy Lạp: alpha, beta, delta, gamma, epsilon và zeta chain globin.

Các axit amin tạo nên cấu trúc cơ bản của protein thay đổi tùy theo loài mà chúng thuộc về (người hoặc động vật). Cũng có những biến thể trong cùng một loài tùy theo trạng thái sống hiện tại của sinh vật (đời sống phôi thai, thời kỳ bào thai hoặc đời sống sau sinh).

Các cấu trúc khác nhau có chứa globin trong thành phần của chúng. Nguồn: Wikipedia.com/BiancaDescals / Người tải lên ban đầu là ProteinBoxBot tại Wikipedia tiếng Anh. /Wikipedia.com

Thông tin di truyền để tổng hợp các chuỗi globin khác nhau được chứa trong các nhiễm sắc thể khác nhau. Ví dụ, các globins chuỗi alpha được tìm thấy trên nhiễm sắc thể 16, trong khi thông tin di truyền cho các globins beta, delta, gamma và epsilon nằm trên nhiễm sắc thể 11.

nét đặc trưng

Globin là một phần của các cấu trúc quan trọng trong cơ thể, ví dụ có liên quan nhất là: hemoglobin và myoglobin.

Hemoglobin chứa bốn chuỗi globin (alpha 1 và alpha 2) và (beta 1 và beta 2). Mỗi globin có một nếp gấp để bảo vệ nhóm heme.

Mặt khác, có myoglobin. Loại nào có cấu trúc ít phức tạp hơn hemoglobin. Điều này trình bày một polypeptit hình cầu của một dải đơn được sắp xếp theo thứ hai.

Cho đến gần đây, người ta vẫn tin rằng đây là những chất duy nhất chứa globin ở những sinh vật bậc cao, nhưng ngày nay người ta đã biết thêm hai chất khác có chứa globin trong cấu tạo của chúng: cytoglobin và neuroglobin.

Cytoglobin có trong hầu hết các mô và đặc biệt được tìm thấy trong mô liên kết, cũng như nó cũng được tìm thấy trong võng mạc.

Đổi lại, neuroglobin có ưu tiên đối với mô thần kinh, do đó có tên như vậy. Neuroglobin đã được tìm thấy trong các tế bào thần kinh của não nằm ở cấp độ vỏ não, cũng như ở các vị trí khác như đồi thị, vùng dưới đồi, hồi hải mã và tiểu não.

Tuy nhiên, chúng không phải là vị trí duy nhất, vì bên ngoài hệ thống thần kinh, nó có thể được tìm thấy trong các đảo nhỏ của tuyến tụy và trong võng mạc.

Kết cấu

Có 6 loại chuỗi globin khác nhau được ký hiệu bằng các chữ cái trong bảng chữ cái Hy Lạp: alpha (α), beta (β), gamma (γ), delta (δ), epsilon (ε) và zeta (ζ). Các chuỗi này thuộc họ globin, nhưng chúng khác nhau về số lượng axit amin mà chúng sở hữu.

Các polypeptit này có cấu trúc bậc 1, bậc 2 và bậc 3. Chuỗi đơn của axit amin đại diện cho cấu trúc chính. Khi chuỗi được quấn thành hình xoắn ốc hoặc xoắn ốc, chúng tạo nên cấu trúc thứ cấp.

Nếu cấu trúc này sau đó tự gấp lại nhiều lần, nó tạo thành cấu trúc hình cầu tương ứng với cấu trúc bậc ba.

Tương tự, chúng chỉ có thể có được dạng bậc bốn khi 4 phân tử hoặc chuỗi globin được kết hợp ở dạng bậc ba.

Đây là cách nó xảy ra trong cấu trúc phức tạp của hemoglobin. Tuy nhiên, trong myoglobin thì khác. Trong trường hợp này, globin xuất hiện dưới dạng đơn phân, tức là nó có một chuỗi peptit đơn được sắp xếp thành các nếp gấp, tạo ra 8 vòng xoắn (cấu trúc bậc hai).

Cả hemoglobin và myoglobin đều chứa một nhóm heme trong cấu trúc phức tạp của chúng.

Huyết sắc tố

Trong phân tử này 2 chuỗi alpha globin và 2 chuỗi beta liên kết. Đây là cách chúng được kết hợp hoàn hảo để đặt nhóm heme, cộng với sắt, ở trung tâm của chúng.

Giữa các cấu trúc này có liên kết yếu và liên kết mạnh. 19 axit amin tham gia vào liên kết yếu và liên kết xảy ra như sau: chuỗi alpha 1 tham gia chuỗi beta 2 và chuỗi alpha 2 tham gia chuỗi beta 1.

Trong khi đó, 35 axit amin tham gia vào các liên kết mạnh mẽ và các chuỗi tham gia là: chuỗi alpha 1 tham gia chuỗi beta 1 và chuỗi alpha 2 tham gia chuỗi beta 2.

Vị trí của chuỗi alpha 1 và alpha 2, beta 1 và beta 2 trong cấu trúc của hemoglobin. Nguồn: Hình ảnh đã chỉnh sửa của OpenStax College (dịch sang tiếng Tây Ban Nha)

Myoglobin

Một nhóm protein hình cầu cũng có trong myoglobin, nhưng trong trường hợp này có một chuỗi peptit đơn được tạo thành từ 153 axit amin. Sự sắp xếp không gian của nó là thứ yếu và nó có 8 vòng xoắn alpha.

Cấu trúc protein này có chiến lược đặt các axit amin kỵ nước vào bên trong cấu trúc, trong khi các axit amin ưa nước hoặc phân cực hướng ra bên ngoài.

Thiết kế này là hoàn hảo để chứa nhóm heme bên trong (phần kỵ nước). Điều này được gắn vào protein bằng các liên kết không cộng hóa trị.

Cytoglobin

Nó được phát hiện vào năm 2001 và được cho là một loại hemoglobin, nhưng nó khác ở chỗ nó được phối hợp lục phân, trong khi hemoglobin và myoglobin được phối hợp ngũ sắc. Điều này liên quan đến vị trí của axit amin histidine gần với nhóm heme.

Neuroglobin

Phát hiện của nó được thực hiện vào năm 2000. Neuroglobin là một đơn phân có 150 axit amin, do đó nó rất giống với myoglobin. Cấu trúc của neuroglobin là 21% đến 25% tương tự như myoglobin và hemoglobin.

Đặc trưng

Bởi vì globin không được tìm thấy đơn lẻ trong cơ thể, mà là một phần của một số cấu trúc nhất định, các chức năng mà mỗi chúng thực hiện đều được đề cập:

Huyết sắc tố

Nó được tìm thấy bên trong hồng cầu. Nó có nhiệm vụ cố định và vận chuyển oxy từ phổi đến các mô. Cũng như thanh lọc cơ thể thải khí cacbonic, làm ngược lại.

Myoglobin

Nhóm heme nằm trong globin có chức năng dự trữ các phân tử oxy để tạo oxy cho cơ tim và cơ xương.

Cytoglobin

Protein này được cho là có thể ảnh hưởng đến việc bảo vệ các trạng thái stress oxy hóa và thiếu oxy trong các mô. Người ta cũng cho rằng nó có thể mang oxy động mạch lên não.

Neuroglobin

Neuroglobin được cho là có khả năng liên kết oxy, carbon monoxide và nitric oxide.

Tuy nhiên, chức năng của neuroglobin vẫn chưa được biết chắc chắn, nhưng nó được cho là có liên quan đến việc điều chỉnh tình trạng thiếu oxy và thiếu máu não. Đặc biệt nó sẽ hoạt động như một chất bảo vệ thần kinh.

Bởi vì neuroglobin có cấu trúc tương tự như hemoglobin và myoglobin, người ta suy đoán rằng nó có thể tham gia vào việc cung cấp oxy ở cấp độ tế bào thần kinh. Người ta cũng tin rằng nó có thể loại bỏ các gốc tự do và nitơ được tạo ra trong chuỗi hô hấp.

Liên quan đến oxit nitric, người ta cho rằng nó loại bỏ nó khi oxy bình thường và tạo ra nó trong các quá trình thiếu oxy từ NO ₂ .

Thay đổi

Chuỗi globin alpha và beta được mã hóa bởi các gen khác nhau lần lượt nằm trên nhiễm sắc thể 16 và 11.

Những người mắc bệnh hemoglobin S (bệnh thiếu máu hồng cầu hình liềm hoặc hồng cầu hình liềm) bị khiếm khuyết trong chuỗi beta globin. Sự khiếm khuyết bao gồm sự thay thế các bazơ nitơ ở cấp độ nucleotide 20 của gen liên quan, nơi có sự thay đổi của adenin thành thymine.

Các đột biến trên gen β ^s của nhiễm sắc thể số 11 gây ra các dạng đơn bội khác nhau được gọi là globin: Senegal, Cameroon, Benin, Bantu hoặc CAR và châu Á hoặc Ả Rập-Ấn Độ.

Biết được loại haplotype mà bệnh nhân thiếu máu hồng cầu hình liềm có mặt dịch tễ học rất quan trọng, vì nó cho phép chúng ta biết sự phân bố của các loại haplotyp khác nhau, nhưng thông tin này cũng cung cấp dữ liệu quan trọng để biết tiên lượng của bệnh.

Ví dụ: loại haplotype Bantu được biết là nghiêm trọng hơn, trong khi loại Senegal và Châu Á nhẹ hơn.

Sự khác biệt giữa một haplotype này và một loại khác nằm ở lượng hemoglobin F mà chúng có. Phần trăm hemoglobin F càng cao và hemoglobin S càng thấp thì tiên lượng càng tốt. Lượng hemoglobin F càng thấp và hemoglobin S càng cao thì tiên lượng càng xấu.

Những đột biến này được di truyền trên autosomal cùng với đột biến hemoglobin S.

Người giới thiệu

1. Globin. Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 19 tháng 10 năm 2018, 13:44 giờ UTC. 11 tháng 7 năm 2019, 17:26, wikipedia.org
2. "Myoglobin." Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 7 tháng 7 năm 2019, 21:16 giờ UTC. 11 tháng 7 năm 2019, 20:42, wikipedia.org
3. Durán C, Morales O, Echeverri S, Isaza M. Các dạng đơn bội của gen beta globin trong người mang hemoglobin S ở Colombia. Biomédica 2012; 32: 103-111. Có tại: scielo.org
4. Forrellat M, Hernández P. Neuroglobin: một thành viên mới của gia đình globin. Rev Cubana Hematol Inmunol Hemoter 2011; 27 (3): 291-296. Có tại: scielo.sld
5. "Cytoglobin." Wikipedia, Bách khoa toàn thư miễn phí. Ngày 1 tháng 9 năm 2017, 17:26 giờ UTC. 12 tháng 7, 2019, 00:28 wikipedia.org