Title: 2. ročník / Biochémia / LS / 03. Hemoglobin a Imunoglobuliny

Q: Čo sú metaloproteíny?
A: Proteíny obsahujúce kovový ión ako štrukturálnu alebo funkčnú súčasť.

Q: Aké dva typy väzby kovov v metaloproteínoch existujú?
A: (1) Kov viazaný priamo na proteín (chelátová väzba), (2) kov viazaný v prostetickej skupine.

Q: Príklady kovov viazaných priamo na bielkovinu?
A: Fe³⁺ – transferín, ferritín; Cu²⁺ – ceruloplazmín, cytochrómoxidáza; Zn²⁺ – LDH, ADH, karboanhydráza; Ca²⁺ – kolagenáza.

Q: Príklady kovov viazaných v hemovej skupine?
A: Fe²⁺ – hemoglobín, myoglobín; Fe³⁺ – cytochrómy, kataláza, peroxidáza.

Q: Z čoho pozostáva hem?
A: Tetrapyrolový kruh (protoporfyrín IX) + Fe²⁺.

Q: Koľko koordinačných väzieb má železo v hemovej skupine?
A: 6 – 4 s dusíkmi pyrrolových kruhov, 5. s globínom (His F8), 6. s O₂ alebo H₂O.

Q: Čo sú hemoproteíny?
A: Metaloproteíny obsahujúce hem (prostetickú skupinu).

Q: Z čoho sa skladá Hb a Mb?
A: Hem (Fe²⁺ + protoporfyrín IX) + globínová časť (proteín).

Q: Funkcia myoglobínu?
A: Skladovanie a prenos O₂ do mitochondrií, najmä v srdcovom a kostrovom svale.

Q: Štruktúra myoglobínu?
A: Monomér, 8 α-helixov (A–H), ~80 % štruktúry alfa-helix, obsahuje 1 hem.

Q: Proximálny histidín Mb?
A: His F8 – viaže Fe²⁺.

Q: Distálny histidín Mb?
A: Stabilizuje väzbu O₂ a zabraňuje oxidácii.

Q: Ako viaže myoglobín kyslík?
A: Silne, hyperbolická krivka; O₂ uvoľní až pri výraznom poklese pO₂.

Q: Funkcia hemoglobínu?
A: Transport O₂ z pľúc do tkanív; transport CO₂ a H⁺; pufrovacia funkcia.

Q: Prečo sa O₂ neprepravuje rozpustený v plazme?
A: Jeho rozpustnosť je extrémne nízka.

Q: Štruktúra hemoglobínu?
A: Tetramér: α₂β₂; každá podjednotka má 1 hem → Hb viaže 4 O₂.

Q: Počet aminokyselín v reťazcoch Hb?
A: α-reťazec 141 AK, β-reťazec 146 AK.

Q: Prečo majú Hb a Mb podobnú konformáciu, ale inú primárnu štruktúru?
A: Podobná funkčná doména viažuca hem – evolučne konzervovaná.

Q: Čo je metmyoglobín/methemoglobín?
A: Oxidovaná forma (Fe³⁺) – neschopná viazať O₂.

Q: Aký typ interakcií drží tetramér Hb pohromade?
A: Silné hydrofóbne, vodíkové väzby, elektrostatické interakcie.

Q: Prečo je Mb nevhodný ako transportér O₂ v krvi?
A: Má príliš vysokú afinitu → neuvoľnil by O₂ v tkanivách.

Q: Kde je Hb plne saturovaný?
A: V pľúcach (~100 % O₂ sat., pO₂ ~12 kPa).

Q: Kde Hb uvoľňuje O₂?
A: V tkanivách (pO₂ ~5 kPa).

Q: Ako sa líši saturácia Mb a Hb?
A: Mb – hyperbolická; Hb – sigmoidná (vďaka kooperativite).

Q: Čo spôsobuje kooperativitu Hb?
A: Allosterická interakcia podjednotiek → väzba prvého O₂ zvyšuje afinitu ostatných.

Q: Čo je T-konformácia Hb?
A: Deoxy forma, nízka afinita k O₂, väčšia centrálna kavita, viac iónových mostíkov.

Q: Čo je R-konformácia Hb?
A: Oxy forma, vysoká afinita k O₂, centrálna kavita zúžená.

Q: Čo sa deje pri väzbe prvého O₂ na Hb?
A: Fe²⁺ sa vtiahne do roviny porfyrínu → zmena orientácie His F8 → konformačný posun celého tetraméru.

Q: Mechanizmus prechodu T → R?
A: Zploštenie hemu, posun His F8, zmena FG helixov, rotácia αβ dimerov → vyššia afinita.

Q: Čo sú allosterické efektory Hb?
A: O₂ (homoallosterický), H⁺, CO₂, 2,3-BPG (heteroallosterické).

Q: Ako pôsobia H⁺ na Hb?
A: Znižujú afinitu k O₂ → uvoľnenie O₂ v tkanivách (Bohr efekt).

Q: Biochemický základ Bohr efektu?
A: Protonácia His146β stabilizuje T-konformáciu.

Q: Ako pôsobí CO₂ na Hb?
A: (1) tvorba H⁺ → Bohr efekt; (2) tvorba karbamátov na N-termináloch → stabilizácia T-formy.

Q: Koľko % CO₂ sa prenáša ako karbamát?
A: 10–20 %.

Q: Ako pôsobí 2,3-BPG?
A: Viaže sa do centrálnej kavity Hb → stabilizuje T-formu → ↓ afinita k O₂ → lepšie uvoľňovanie O₂.

Q: Kedy sa zvyšuje 2,3-BPG?
A: Vysokohorská hypoxia, CHOPN, anémia, fajčiari.

Q: Kde sa syntetizuje 2,3-BPG?
A: V erytrocytoch (Rapoport–Lueberingov cyklus).

Q: Prečo sa BPG neviaže na HbF?
A: HbF má γ-reťazce (Ser143 namiesto His143) → menej kladných nábojov → slabšia väzba.

Q: Dôsledok slabšej väzby BPG na HbF?
A: HbF má vyššiu afinitu k O₂ → účinný transport O₂ z matky na plod.

Q: Ako teplota ovplyvňuje Hb?
A: Vyššia teplota → posun doprava → ↓ afinita k O₂ (pracujúce svaly).

Q: Fyziologická hladina HbA1c?
A: ~5 %.

Q: Klinické využitie HbA1c?
A: Diagnostika a monitorovanie DM (priemer glykémie 2–3 mesiace).

Q: Koľko genetických variantov Hb existuje?
A: ~500.

Q: Čo je hemoglobín S?
A: Variant s mutáciou Glu6→Val6 v β-reťazci → vznik hydrofóbnej škvrny → polymerizácia deoxyHb.

Q: Čo spôsobuje HbS?
A: Srpkovitú anémiu.

Q: Mechanizmus srpkovitosti?
A: Deoxy-HbS sa agreguje → vláknité polyméry → deformácia erytrocytov → hemolýza + obštrukcie.

Q: Klinické prejavy srpkovitej anémie?
A: Bolesť, mikroinfarkty, anémia, znížené okysličovanie tkanív.

Q: Čo sú imunoglobulíny?
A: Glykoproteíny produkované plazmatickými bunkami ako odpoveď na antigén.

Q: Čo je hapten?
A: Malá molekula imunogénna len po naviazaní na nosičový proteín.

Q: Základná štruktúra Ig?
A: Tetramér H₂L₂; tvar Y; 2 ťažké + 2 ľahké reťazce; disulfidové mostíky.

Q: Kde sa nachádzajú variabilné domény?
A: Na N-terminálnych koncoch ťažkých aj ľahkých reťazcov.

Q: Kde sa viaže antigén na Ig?
A: Hypervariabilná oblasť (CDR).

Q: Čím je určená trieda imunoglobulínu?
A: Typom ťažkého reťazca (α, δ, ε, γ, μ).

Q: Aké typy ľahkých reťazcov existujú?
A: κ a λ.

Q: Čo tvorí Fab fragment?
A: Variabilná doména H a L reťazca – väzba antigénu.

Q: Čo tvorí Fc fragment?
A: Konštantná časť H reťazca – väzba na komplement a makrofágy.

Q: Aké sú hlavné funkcie Ig?
A: Neutralizácia toxínov/viróv, opsonizácia, aktivácia komplementu, aglutinácia.

Q: IgM – štruktúra a funkcia?
A: Pentamér; prvý Ig v imunitnej odpovedi; účinný proti baktériám a vírusom.

Q: IgA – štruktúra a funkcia?
A: Dimer; ochrana slizníc; prítomný v sekrétoch (sliny, mlieko, slzy).

Q: IgD – funkcia?
A: Na B-lymfocytoch; regulácia aktivácie B buniek.

Q: IgG – funkcia?
A: Najhojnejší Ig v sére; sekundárna odpoveď; prechádza placentou; opsonizácia.

Q: IgE – funkcia?
A: Alergie, parazity; viaže sa na mastocyty a bazofily → uvoľnenie histamínu.

Q: Mechanizmus IgG?
A: IgG-Ag komplex rozpoznaný makrofágom cez Fc receptor → fagocytóza.

Q: Mechanizmus IgE?
A: IgE viazaný na mastocyt → antigén → degranulácia → histamín → alergická reakcia.

Q: Polyklonálne protilátky?
A: Zmes protilátok proti rôznym epitopom jedného antigénu; nižšia špecificita.

Q: Monoklonálne protilátky?
A: Identické protilátky viažuce jeden epitop; vysoká špecificita; produkcia hybridómami.

Q: Klinické využitie monoklonálnych protilátok?
A: Onkológia (trastuzumab, rituximab), autoimunita (adalimumab), transplantácie (basiliximab).

Q: Základný princíp ELISA?
A: Detekcia Ag–Ab pomocou enzýmom značených sekundárnych protilátok a farebnej reakcie.

Q: Ktoré typy ELISA existujú?
A: Nepriama, sendvičová, kompetitívna.

Q: Na čo sa používa ELISA?
A: Kvantifikácia antigénov v sére, moči, slinách, stolici.

Q: Čo je imunoafinitná chromatografia?
A: Separácia proteínov na kolóne s imobilizovanými protilátkami.

Q: Čo je Western blot?
A: Detekcia proteínov po elektroforéze pomocou špecifických protilátok.

Q: Čo je imunohistochémia?
A: Detekcia antigénov v tkanivách pomocou značených protilátok.

Q: Čo je laterálna prietoková imunochromatografia (LFIA)?
A: Rýchle testy (tehotenský test, COVID test, CRP test) využívajúce kapilárny pohyb a protilátky.