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Alt 22.11.2004, 18:15   #1   Druckbare Version zeigen
Maikäfer  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Gasvergiftung - Bindung von CO an Häm

Hallo Freunde der Chemie!
Da Hämoglobin ja für den Sauerstofftransport verantwortlich ist, lagert sich der Sauerstoff an das zentrale Eisen (II)- Ion des Hämoglobins an und kann bei Bedarf wieder abgegeben werden.
Wisst ihr, wie er sich anlagert? Ein O rechts und ein O links? Als 2-atomiges Molekül geht ja nicht...

Wie sieht das nun bei einer Gasvergiftung aus, wenn CO am zentralen Eisen (II)-Ion gebunden wird und somit die Atmung blockiert?
Alle Bücher/ Homepages schreiben etwas von "höherer Affinität als bei der Sauerstoffbindung".
Aber warum besteht hier eine höhere Affinität als bei der Verbindung mit Sauerstoff?
Weiß jemand, wie die Verbindung mit dem Kohlenmonoxid aussieht?
Lagert sich das CO-Molekül im Gesamten an... wird es davor/dabei gespalten und dann das C links und das O rechts angehangen?

Ich hab dazu leider nirgends was finden können... keine einzige Abbildung des Häms mit Sauerstoff bzw. mit Kohlenmonoxid.

Danke schon mal für euer Hilfe.
Maikäfer ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 22.11.2004, 18:39   #2   Druckbare Version zeigen
belsan Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.635
AW: Gasvergiftung - Bindung von CO an Häm

Willkommen im Forum

Tja das ist eine tricky Angelgenheit; clever ausgedacht von Mutter Natur.

Kohlenmonoxid bindet über den Kohlenstoff an das Eisen des Häms, Sauerstoff über ein O-Atom. Beide Moleküle stehen fast senkrecht auf der Häm-Ebene.

Der Knackpunkt ist das fast. Oberhalb und unterhalb ragen vom Proteinteil des Hämoglobins zwei Histidin-Reste in Richtung des Häms. Einer ist mit dem Eisen gebunden, der andere ist dafür etwas zu weit weg. Dennoch ist der zweite Histidinrest überlebensnotwenig. Er führt dazu, dass weder Sauerstoff noch CO die ideale senkrechte Position einnehmen können und daher etwas abgewinkelt gebunden sind. Dadurch wird die Affinität des CO für die Bindung an das Eisen gesenkt und ist nur etwa 200-300 mal größer ist als für Sauerstoff. Könnte CO senkrecht binden wäre die Affinität tausende mal größer. Ein tiefer Zug an einer Zigarette oder einem Autoauspuff könnte dann schon tödlich sein.

Die Gründe für die höhere Affinität liegen in der höheren Bindungsenergie.
belsan ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 22.11.2004, 19:11   #3   Druckbare Version zeigen
ehemaliges Mitglied  
nicht mehr Mitglied
Beiträge: n/a
AW: Gasvergiftung - Bindung von CO an Häm

Die Bindung des Sauerstoffs ist auch deshalb schwächer, da Sauerstoff sehr elektronegativ ist und daher "seine Elektronen gerne behalten möchte" - bildlich geschrieben...
Ganz genau genommen wird aber die Fe(II)-O2-Bindung stärker gewinkelt als die Fe(II)-CO-Bindung. Außerdem kann dadurch das Hämoglobin eine Konfirmationsänderung durchführen, wodurch die Bindung Fe(II)-O2 noch zusetzlich gestärkt wird. Die Konfirmationänderung tritt bei CO nicht auf, daher ist die Bindung "´nur" 200-300 mal stärker (ansonsten währe sie ungefähr 20000mal stärker).
Und weil der Unterschied nicht mehr so groß ist kann ein Kohlenstoffmonoxidvergiftung durch Gabe von reinem Sauerstoff behoben werden, da dann das CO aus dem Hämoglobin verdrängt wird.
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Alt 29.11.2004, 19:06   #4   Druckbare Version zeigen
Maikäfer  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 2
Frage AW: Gasvergiftung - Bindung von CO an Häm

Vielen Dank belsan und Beelzebub Irrwitzer
Ich hab mir das mal so ein bisschen aufgemalt...
Dabei ist (natürlich bei meinen Zeichenfähigkeiten) eine Frage dazugekommen:
Sieht die Bindung von CO bzw. O² ans Eisen(II)-Ion so aus?

/
O = C - Fe
\

/.....-
O = O - Fe
\.....*

Beim 2. soll das mittlere O einfach 3 Außenelektronen haben... stimmt das?

Woher kommen eigentlich die Elektronen für die Bindung OC-Fe?
Bei C=O ist doch C 2-fach positiv... wieso ist es dann so stabil gebunden in der Bindung mit Fe?


Die Bindungsenergie betreffend ist die Bindung Fe-O² ja schwächer, da O² sehr elektronegativ ist (will seine Elektronen behalten, da es 6 Außenelektronen sind).
Kann man auch sagen, dass die Bindung Fe-CO stärker ist, da sie weniger elektronegativ, da dabei das CO eine Bindung eingeht unter Verwenudng eigener Außenelektrone?
Das mit dem Abwinkeln und so leuchtet mir ja ein... aber wie geht das mit den Bindungen/ Bindungsenergien?

Jetzt bitt ich euch schon wieder um Hilfe.
Maikäfer ist offline   Mit Zitat antworten
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