• Unión de oxígeno • Unión de hemo • Unión de iones metálicos • Actividad portadora de oxígeno
Componente celular
• exosoma extracelular • citosol
Proceso biológico
• respuesta a la hormona • desarrollo del corazón • contracción lenta de la fibra del músculo esquelético • respuesta a la hipoxia • diferenciación de eritrocitos enucleados • respuesta al peróxido de hidrógeno • diferenciación de las células grasas pardas • transporte de oxígeno • transporte
Las altas concentraciones de mioglobina en las células musculares permiten a los organismos contener la respiración durante un período de tiempo más prolongado. Los mamíferos buceadores, como las ballenas y las focas, tienen músculos con una abundancia particularmente alta de mioglobina. [13] La mioglobina se encuentra en el músculo Tipo I, Tipo II A y Tipo II B, pero la mayoría de los textos consideran que la mioglobina no se encuentra en el músculo liso . [ cita requerida ]
La mioglobina fue la primera proteína que tiene su estructura tridimensional revelada por cristalografía de rayos X . [14] Este logro fue informado en 1958 por John Kendrew y asociados. [15] Por este descubrimiento, Kendrew compartió el Premio Nobel de Química de 1962 con Max Perutz . [16] A pesar de ser una de las proteínas más estudiadas en biología, su función fisiológica aún no está establecida de manera concluyente: los ratones modificados genéticamente para carecer de mioglobina pueden ser viables y fértiles, pero muestran muchas adaptaciones celulares y fisiológicas para superar la pérdida. Al observar estos cambios en ratones con deficiencia de mioglobina, se plantea la hipótesis de que la función de la mioglobina se relaciona con un mayor transporte de oxígeno a los músculos y con el almacenamiento de oxígeno; además, sirve como eliminador de especies reactivas de oxígeno . [17]
En los seres humanos, la mioglobina está codificada por el gen MB . [18]
La mioglobina puede tomar las formas oximioglobina (MbO 2 ), carboximioglobina (MbCO) y metamioglobina (met-Mb), de manera análoga a la hemoglobina en las formas oxihemoglobina (HbO 2 ), carboxihemoglobina (HbCO) y metahemoglobina ( meta -Hb). [19]
Diferencias con la hemoglobina
Al igual que la hemoglobina, la mioglobina es una proteína citoplasmática que se une al oxígeno en un grupo hemo . Alberga solo un grupo de globulinas, mientras que la hemoglobina tiene cuatro. Aunque su grupo hemo es idéntico al de la Hb, el Mb tiene una mayor afinidad por el oxígeno que la hemoglobina. Esta diferencia está relacionada con su función diferente: mientras que la hemoglobina transporta oxígeno, la función de la mioglobina es almacenar oxígeno.
Papel en la cocina
La mioglobina contiene hemes, pigmentos responsables del color de la carne roja . El color que toma la carne está determinado en parte por el grado de oxidación de la mioglobina. En la carne fresca, el átomo de hierro se encuentra en estado de oxidación ferroso (+2) unido a una molécula de oxígeno (O 2 ). La carne bien cocida es marrón porque el átomo de hierro se encuentra ahora en el estado de oxidación férrico (+3), habiendo perdido un electrón. Si la carne ha estado expuesta a nitritos , permanecerá rosada porque el átomo de hierro está unido a NO, óxido nítrico (como ocurre, por ejemplo, con la carne en conserva o los jamones curados ). Las carnes a la parrilla también pueden adquirir un "anillo de humo" de color rosa rojizo que proviene del centro del hemo que se une al monóxido de carbono . [20] La carne cruda envasada en una atmósfera de monóxido de carbono también muestra este mismo "anillo de humo" rosado debido a los mismos principios. Cabe destacar que la superficie de esta carne cruda también muestra el color rosa, que generalmente se asocia en la mente de los consumidores con la carne fresca. Este color rosa inducido artificialmente puede persistir, según se informa, hasta un año. [21] Se informa que tanto Hormel como Cargill utilizan este proceso de envasado de carne, y la carne tratada de esta manera ha estado en el mercado de consumo desde 2003. [22]
Papel en la enfermedad
La mioglobina se libera del tejido muscular dañado ( rabdomiólisis ), que tiene concentraciones muy altas de mioglobina. [23] La mioglobina liberada es filtrada por los riñones, pero es tóxica para el epitelio tubular renal y, por lo tanto, puede causar una lesión renal aguda . [24] No es la mioglobina en sí la que es tóxica (es una protoxina ) sino la porción de ferrihemato que se disocia de la mioglobina en ambientes ácidos (p. Ej., Orina ácida, lisosomas ).
La mioglobina es un marcador sensible de lesión muscular, lo que la convierte en un marcador potencial de ataque cardíaco en pacientes con dolor de pecho . [25] Sin embargo, la mioglobina elevada tiene baja especificidad para el infarto agudo de miocardio (IAM) y, por lo tanto, la CK-MB , la troponina cardíaca , el ECG y los signos clínicos deben tenerse en cuenta para hacer el diagnóstico. [26]
Estructura y vinculación
La mioglobina pertenece a la globina superfamilia de proteínas, y como con otras globinas, consta de ocho hélices alfa conectados por bucles. La mioglobina contiene 153 aminoácidos. [27]
La mioglobina contiene un anillo de porfirina con un hierro en su centro. Un grupo de histidina proximal (His-93) se une directamente al hierro y un grupo de histidina distal (His-64) se cierne cerca de la cara opuesta. [27] El imidazol distal no está unido al hierro, pero está disponible para interactuar con el sustrato O 2 . Esta interacción fomenta la unión de O 2 , pero no el monóxido de carbono (CO), que todavía se une unas 240 veces más fuertemente que el O 2 .
La unión de O 2 causa un cambio estructural sustancial en el centro de Fe, que se contrae en radio y se mueve hacia el centro de la bolsa de N4. La unión de O 2 induce un "apareamiento de espines": la forma desoxi ferrosa de cinco coordenadas es de espín alto y la forma oxi de seis coordenadas es de espín bajo y diamagnética . [ cita requerida ]
Descripción orbital molecular de la interacción Fe-O 2 en la mioglobina. [28]
Esta es una imagen de una molécula de mioglobina oxigenada. La imagen muestra el cambio estructural cuando el oxígeno se une al átomo de hierro del grupo protésico hemo. Los átomos de oxígeno están coloreados en verde, el átomo de hierro está coloreado en rojo y el grupo hemo está coloreado en azul.
Análogos sintéticos
Se han sintetizado muchos modelos de mioglobina como parte de un amplio interés en los complejos de dioxígeno de metales de transición . Un ejemplo bien conocido es la porfirina de valla de estacas , que consiste en un complejo ferroso de un derivado estéricamente voluminoso de la tetrafenilporfirina . [29] En presencia de un ligando de imidazol , este complejo ferroso se une de forma reversible al O 2 . El sustrato de O 2 adopta una geometría curvada, ocupando la sexta posición del centro de hierro. Una propiedad clave de este modelo es la lenta formación del dímero μ-oxo, que es un estado diférrico inactivo. En la naturaleza, tales vías de desactivación son suprimidas por la matriz de proteínas que previene un acercamiento cercano de los conjuntos de Fe-porfirina. [30]
Un complejo de porfirina de Fe con valla de estacas, con sitios de coordinación axial ocupados por metilimidazol (verde) y dioxígeno . Los grupos R flanquean el sitio de unión de O 2 .
Ver también
Citoglobina
Hemoglobina
Hemoproteína
Neuroglobina
Fitoglobina
Mioglobinuria : la presencia de mioglobina en la orina.
Lesión por isquemia-reperfusión del sistema musculoesquelético apendicular
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enlaces externos
Herencia mendeliana en línea en el hombre (OMIM): 160000 genética humana
La proteína de mioglobina
Molécula presentada RCSB PDB
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Descripción general de toda la información estructural disponible en el PDB para UniProt : P02144 (mioglobina humana) en el PDBe-KB .