Qual é o efeito de cada um dos tratamentos seguintes sobre a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio?
Dissociação de \alpha_{2} \beta_{2} em subunidades monoméricas.

Passo 1

O enunciado pergunta: “Qual é o efeito da dissociação de \alpha_{2}\beta_{2} em subunidades monoméricas sobre a afinidade da hemoglobina pelo oxigênio?”\n
Informações relevantes dadas ou implícitas:
  • A hemoglobina na forma considerada é a tetramérica \alpha_{2}\beta_{2}.
  • A operação considerada é a dissociação dessa tetramérica em subunidades monoméricas (cada cadeia isolada).
  • O que se pede é o efeito dessa dissociação na afinidade pelo \mathrm{O}_2 (se aumenta, diminui, e que outras consequências relevantes existem).

Passo 2

Entendendo, com calma e sem pressa, o que significa “afinidade” e como ela é medida:
  • Afinidade por \mathrm{O}_2 é quão facilmente a proteína liga o oxigênio. Uma maneira prática de dizer isso é: quanto menor a pressão parcial de oxigênio necessária para ocupar metade dos sítios de ligação, maior a afinidade.
  • Definimos P_{50} como a pressão parcial de \mathrm{O}_2 à qual metade dos sítios está ocupada. Assim:
\text{afinidade} \propto \frac{1}{P_{50}}.
Ou seja, P_{50} menor → afinidade maior; P_{50} maior → afinidade menor.
  • Outra forma de caracterizar comportamento de ligação é a curva ligação versus pressão e o coeficiente de Hill n, que indica cooperatividade:
Y = \frac{pO_2^{\,n}}{P_{50}^{\,n} + pO_2^{\,n}},
onde Y é a fração de sítios ocupados, pO_2 é a pressão parcial de \mathrm{O}_2 e n é o coeficiente de Hill.

Passo 3

O que significa cooperatividade e por que é importante aqui (explicado passo a passo):
  • Cooperatividade quer dizer que a ligação de \mathrm{O}_2 a uma subunidade altera a probabilidade de ligação nas outras subunidades.
  • Quando existe cooperatividade positiva, a curva de ligação é sigmoide (em “S”) e o coeficiente de Hill é n>1.
  • Para um sistema sem cooperatividade (sítios independentes), a curva é hiperbólica e n=1.
  • A forma tetramérica \alpha_{2}\beta_{2} possui ligações entre as subunidades que permitem essa comunicação (essas interações físicas/estruturais são a base da cooperatividade).

Passo 4

O efeito físico da dissociação tetramérica em monômeros:
  • Ao quebrar a \alpha_{2}\beta_{2} em subunidades monoméricas, você elimina as interações inter-subunidades que geram cooperatividade.
  • Sem essas interações, cada cadeia age de forma independente; portanto o sistema deixa de ser cooperativo e passa a ter n \approx 1.
  • Consequência imediata: a curva de ligação deixa de ser sigmoide e torna-se hiperbólica.

Passo 5

Por que a afinidade muda — intuição estrutural:
  • Na tetramerização há estados conformacionais relativamente estáveis (por exemplo, um estado de baixa afinidade que é estabilizado por interações entre subunidades). Essas interações podem “segurar” as subunidades em conformações menos favoráveis à ligação de \mathrm{O}_2 até que algumas moléculas de \mathrm{O}_2 se liguem e induzam a mudança.
  • Quando você remove essas interações (isto é, dissocia em monômeros), essa restrição desaparece. Cada subunidade tende a comportar-se mais como uma proteína monomérica de alta afinidade (sem a necessidade de vencer energia de interação para mudar de conformação).
  • Na prática, isso geralmente resulta em aumento da afinidade aparente por \mathrm{O}_2 (isto é, P_{50} diminui — deslocamento para a esquerda da curva de dissociação).

Passo 6

Conectando com números e um exemplo concreto (para “sentir” o efeito):
  • Como exemplo ilustrativo (valores típicos usados em livros): hemoglobina tetramérica tem P_{50} em torno de \,26\\ \text{mmHg} nas condições fisiológicas; mioglobina (proteína monomérica) tem P_{50} muito menor, por volta de \,2\text{–}3\\ \text{mmHg}, mostrando afinidade bem mais alta.
  • Ao dissociar a tetramérica em monômeros, a curva tende a se aproximar de uma hipérbole com P_{50} mais baixo do que o da tetramérica em seu estado de baixa afinidade, e o coeficiente de Hill muda de n>1 para n\approx1.

Passo 7

Resumo do efeito em termos práticos que você pode usar na prova (passo a passo para justificar a resposta rapidamente):
  1. Dissociação → perde-se interação entre subunidades.
  2. Perda de interação → perde-se cooperatividade → coeficiente de Hill passa para \,n\approx1.
  3. Perda das restrições conformacionais de baixa afinidade → cada subunidade liga \mathrm{O}_2 de forma independente e com afinidade maior comparada ao estado tetramérico estabilizado na baixa afinidade.
  4. Resultado observável: curva de ligação torna-se hiperbólica, deslocamento para a esquerda (menor P_{50}), ou seja, afinidade aumenta.

Resposta

A dissociação da \alpha_{2}\beta_{2} em monômeros aumenta a afinidade pela \mathrm{O}_2 (deslocamento para a esquerda, P_{50} menor) e elimina a cooperatividade (a curva de saturação torna‑se hiperbólica e o coeficiente de Hill passa para \,n\approx1).

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