Karbaminohemoglobin kallas hemoglobin med en koldioxidmolekyl bunden till sig och är en av de former i vilka koldioxid finns i blodet.[1] Tjugotre procent av koldioxiden transporteras i blodet på detta sätt (70 procent omvandlas till bikarbonat av kolsyraanhydras och transporteras sedan i plasma, 7 procent transporteras som fri CO2, löst i plasma).[2] Karbaminohemoglobin förskjuter syre-hemoglobindissociationskurvan åt höger, eftersom den har högre affinitet till deoxyhemoglobin. Detta är ursprunget till Haldaneeffekten.
Karbaminohemoglobin är en förening som binder till hemoglobin i blodet. Hemoglobin är ett protein som finns i röda blodkroppar och det är avgörande för att transportera syre från lungorna till vävnader och organ. Hemoglobin spelar också en viktig roll för att transportera koldioxid från vävnaderna tillbaka till lungorna för utandning.[3]
Strukturen av karbaminohemoglobin kan beskrivas som bindningen av koldioxid till aminogrupperna i hemoglobinets globinkedjor. Detta sker vid N-terminalerna av globinkedjorna och vid aminosidogrenarna av arginin- och lysinrester.[4] Processen för koldioxidbindning till hemoglobin är allmänt känd som karbaminobildning. Detta är källan varifrån proteinet har fått sitt namn, eftersom det är en kombination av karbamino och hemoglobin.[5]
En av karbaminohemoglobins primära funktioner är att möjliggöra transport av koldioxid i blodomloppet. När koldioxid produceras som en avfallsprodukt från cellulär metabolism i vävnader, diffunderar föreningen in i blodomloppet och den verkar för att reagera med hemoglobin.[6]
När bindningen av molekyler sker för att bilda karbaminohemoglobin, möjliggör det transport av koldioxid från vävnaderna till lungorna. När det är i lungorna, frigörs koldioxid från karbaminohemoglobin och kan släppas ut från kroppen under utandningsprocessen. Denna kompletta process är mycket viktig för att upprätthålla balansen av gaser i blodet och för att säkerställa att gasutbytet transporteras mellan vävnader och organ.[7]
Karbaminohemoglobin interagerar med koldioxid i en process som kallas andningsgasutbyte. Interaktionen innebär bindning av koldioxid till hemoglobin. Koldioxid binder till proteinkedjorna i hemoglobin. Hemoglobinets förmåga att binda till både syre- och koldioxidmolekyler är det som gör det till ett viktigt protein för andningsorganen i andningsgasutbytet.
Interaktionerna mellan koldioxid och hemoglobin hjälper till att transportera koldioxid från vävnaderna till lungorna för eliminering. När koldioxid transporteras från vävnaderna produceras den som en avfallsprodukt av en uppsättning reaktioner som kallas cellulär metabolism. Viktigast av allt är att bindningen av koldioxid till hemoglobin spelar en roll i buffringen av blodets pH genom att förhindra pH-fallet på grund av produktionen av kolsyra.[7]
Även om karbaminohemoglobinproteinet interagerar med ett annat protein (som hemoglobin) som finns i röda blodkroppar, sker denna interaktion bara i blodomloppet och dess produkter kan fördrivas. Karbaminohemoglobin interagerar inte med DNA eftersom DNA är en molekyl som finns i cellkärnan och dess funktion är att bära genetisk information.[8]
Bildandet och dissociationen av proteinet karbaminohemoglobin styrs av många faktorer för att garantera transporten av koldioxid till blodomloppet. Reglerande faktorer är:
När vävnaderna släpper ut koldioxid i blodomloppet löses ca 10 procent upp i plasman. Resten av koldioxiden transporteras antingen direkt eller indirekt av hemoglobin. Ca 10 procent av koldioxiden som transporteras av hemoglobin är i form av karbaminohemoglobin. Detta karbaminohemoglobin bildas genom reaktionen mellan koldioxid och en aminorest (-NH2) från globinmolekylen, vilket resulterar i bildandet av en karbaminorest (-NH.COO−). Resten av koldioxiden transporteras i plasman som bikarbonatanjoner.[13]