Warum kann eine Sauerstoffdissoziationskurve sigmoidal sein?

Weil es mit kooperativer Sauerstoffbindung verbunden ist.

NONCOOPERATIVE VS. COOPERATIVE SAUERSTOFFBINDUNG

Nichtkooperative Sauerstoffbindung ist üblicherweise mit assoziiert Myoglobin. Es ist ein Monomer. Es hat ein hyperbolisch Sauerstoffbindungskurve und hat KEINE kooperative Sauerstoffbindung. Dies wird beschrieben als:

# "Y" _ (O_2) = (P "_ (O_2)) / (K_ _D +" P "_ (O_2)) #

woher # "Y" # ist die fraktionale Sättigung (y-Achse), # "P" _ (O_2) # ist der Sauerstoffpartialdruck in # "torr" # (x-Achse) und # "K" _D # ist die Dissoziationskonstante für Bindungsereignisse. # "K" _D # ist für höhere Bindungsaffinitäten kleiner.

Kooperative Sauerstoffbindung ist im Grunde ein Effekt, bei dem Sauerstoffbindungsaffinität dies kann Veränderung abhängig davon, wie viel Sauerstoff gebunden ist, und dies wird über a beschrieben Sigmoidal Bindungskurve.

HÄMOGLOBIN

Hämoglobin, ein # alpha_2beta_2 # Heterotetramerist das Paradebeispiel für Sigmoidal-Sauerstoffbindungskurven. Ihre Bindungskurve ist definiert als:

# "Y" _ (O_2) = (P "_ (O_2) ^ n) / (" P "_50 ^ n +" P "_ (O_2) ^ n) #

woher # "Y" # ist die fraktionale Sättigung (y-Achse), # "P" _ (O_2) # ist der Sauerstoffpartialdruck in # "torr" # (x-Achse) # "P" _50 # ist der Sauerstoffpartialdruck, wenn # "K" _D = "P" _ (O_2) #, und # "K" _D # ist die Dissoziationskonstante für Bindungsereignisse. #n <= 4 # für Hämoglobin und # "K" _D # ist für höhere Bindungsaffinitäten kleiner.

Und die Bindungskurve sieht so aus:

COOPERATIVE SAUERSTOFFBINDUNG

Grundsätzlich bedeutet kooperative Sauerstoffbindung das bei niedrig Mengen an Sauerstoff, Bindungsaffinität ist niedrig und fraktionale Sättigung ist auch niedrig während zur gleichen Zeit um hoch Mengen an Sauerstoff, Bindungsaffinität ist hoch und fraktionale Sättigung ist auch hoch .

Dies ist großartig, da Hämoglobin Sauerstoff gut binden kann, wenn viel vorhanden ist, und es gut freisetzt, wenn nicht viel Sauerstoff vorhanden ist. Dies erleichtert es ihm, seine Arbeit als Sauerstofftransportprotein.

Nicht mathematisch lässt sich dies dadurch beschreiben, dass Sauerstoff a ist homotypischer Effektor / Reglerso, sobald es an das bindet # "Fe" ("II") # Zentrum in Häm und das Eisen bewegt sich nach unten #0.6# Angström in die Ebene des Häm, andere in der Nähe # "Fe" ("II") # Bindungsstellen die Konformationsänderung imitieren und somit die Bindung von mehr Sauerstoff erleichtern.