Analises molecular e termodinamica das hemoglobinas de Clarias sp. e Liophis miliaris

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DATA DE PUBLICAÇÃO

1996

RESUMO

Neste trabalho analisou-se e as propriedades funcionais intrínsecas de oxigenação e de oxidação das hemoglobinas, tetramérica de Clarias sp. peixe de respiração aérea, e dimérica de Liophis miliaris, serpente aquática, considerando-se a base molecular e termodinâmica de união com o ligante, efeito Bohr e cooperatividade, e a relação estruturafunção-evolução As propriedades funcionais de oxigenação da hemoglobina de Clarias sp., de um componente eletroforético de migração anódica, mostraram alta afmidade pelo oxigênio (P50 de 4,5 torr), sem efeito Bohr e cooperativa. Com valores de n = 1,5 na forma "stripped" e efeito alostérico heterotrópico do ATP, com Kd 3 x 104 M-¹ em pH 7,6. O potencial redox revelou uma baixa energia livre intrínseca, DGo° de 2,0 Kcal morl -¹, menor do que a da hemoglobina humana e Hb I de truta, compatível com a alta afinidade pelo oxigênio e com instabilidade da estrutura quaternária, provavelmente devido a substituições do contato a1b2. Os valores de DG°, em função do pH, com uma transição T®R com pK próximo a pH 7,5, independente ao efeito Bohr e de fosfatos orgânicos, sugerem a ionização de uma histidina associada ao processo alostérico. Os valores de DG° do potencial redox da hemoglobina de Clarias sp. e de Liophis miliaris na presença de A TP em função do pH não foram modificados, não devendo contribuir energeticamente na transição quaternária. O efeito Bohr aparente ou de ânion observado deve-se à mudanças de interações eletrostáticas da união do ligante induzi das pelo pH e não ao efeito Bohr intrínseco. Os estudos de óxido-redução da hemoglobina de Liophis miliaris, dimérica na forma "stripped", mostraram mudanças conformacionais da estrutura terciária e ausência da transição quatemária T®R. Observou-se a tetramerização, cooperatividade e transição com pK próximo a 7,5 na presença de ATP, com , DG° próximo a 0,4 Kcal mol-¹, envolvem a ionização de uma ou mais histidinas da cadeia beta e a estabilização tetrâmero por interações eletrostáticas e/ou pontes salinas do contato a1b2 originadas por este efetor alostérico. O modelo dímero-tetrâmero proposto para Liophis miliaris não inclui a formas quatemárias intermediárias da forma T ou R, devido à ausência do contato a a1b2 na forma desoxigenada, seguindo o comportamento do modelo de MWC que envolve só um ajuste da estrutura terciária em ambos dímeros associados à cooperatividade. Estas propriedades funcionais, estruturais e termodinâmicas das hemoglobinas de vertebrados não mamíferos, de respiração aérea, refletiriam as características moleculares dos ancestrais dos primeiros vertebrados, hemoglobinas de alta afinidade pelo oxigênio, de baixa energia livre intrínseca, provavelmente devido a substituições específicas do contato a1b2

ASSUNTO(S)

hemoglobina oxigenio - transporte fisiologico termodinamica

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