Functional studies of structural variants of human hemoglobin / Estudo funcional de variantes estruturais da hemoglobina humana

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A hemoglobina (Hb), pigmento respiratório de todos os organismos vertebrados, encontra-se em elevadas concentrações nas hemácias e é responsável pelo transporte de O2 dos pulmões para os tecidos. A Hemoglobina humana constitui-se de dois pares de cadeias polipeptídicas (globinas), cada qual envolvendo um grupo prostético heme, que se liga reversivelmente ao O2. Mais de 1000 variantes estruturais da Hb humana já foram descritas, parte delas relacionada a manifestações clinicas importantes. Algumas variantes apresentam alteração funcional, que se traduz em afinidade modificada pelo O2. Quando elevada, há uma produção compensatoriamente maior de hemácias, levando a policitemia; quando diminuída, resulta em cianose. O Laboratório de Hemoglobinopatias do Departamento de Patologia Clinica da FCM/UNICAMP e um dos laboratórios de referencia no pais, tendo identificado, ate o momento, 12 hemoglobinas novas e 51 variantes raras. Destas, as variantes novas Hb Hb Boa Esperanca (?16 Lys?Thr), Hb Itapira (?30 Glu?Val), Hb Bom Jesus da Lapa (?30 Glu?Ala), Hb Olinda [ß22 (b4) -25 (b7)], Hb Caruaru (ß 122 Phe?Ser) e Hb S-Sao Paulo (ß6 Glu?Val ; ß65 Lys?Glu) foram aqui caracterizadas funcionalmente, assim como as variantes raras Hb Iwata (a87 His??Arg), Hb Sunshine Seth (?94 Asp?His), Hb Deer Lodge (ß2 His?Arg), Hb Deer Lodge (ß2 His??Arg) + Hb S (ß6 Glu??Val), Hb G-Siriraj (ß7 Glu??Lys), Hb G-Siriraj (ß7 Glu??Lys) e Hb C (ß6 Glu??Lys) em associacao, Hb M-Saskatoon (ß63 His??Tyr), Hb Redondo (ß92 His? Asn), Hb Koln (ß98 Val??Met), Hb Coimbra (ß99 Asp??Glu) e Hb Dhonburi (ß126 Val?Gli)+ Btal. O metodo analitico empregado foi descrito por Rossi-Fanelli &Antonini (1958), e analisa espectrofotometricamente o comportamento da Hb frente a conhecidas pressões parciais de oxigênio (pO2), possibilitando a medida de afinidade (p50), da constante de Hill (n), que verifica o fenômeno de cooperatividade entre as cadeias globinicas para ligação do O2, o efeito Bohr (que indica facilidade na ligação Hb-O2 conforme e elevado o pH do meio), bem como a interação com o Inositol Hexafosfato (IHP), um fosfato polianion que dificulta a ligação entre a Hb e o O2. A exceção das Hbs Itapira e Bom Jesus da Lapa, em concentrações reduzidas nos hemolisados, todas as demais apresentam afinidade alterada pelo oxigênio. Como complementação ao estudo funcional, as Hbs Caruaru e São Paulo também foram submetidas a analise por dinâmica molecular, através dos programas VMD (Visual Molecular Dynamics), com dados inseridos nos softwares CHARMM (Chemistry at Harvard Molecular Mechanics) e NAMD (Nanoscale Molecular Dynamics). As demais variantes tiveram sua analise estrutural individualizada feita através da visualização de estruturas nativas depositadas no Protein Data Bank, para melhor compreensão da relação entre o aminoácido substituído e a função protéica alterada. Deste modo, foi possível estabelecer correlações entre a estrutura e a função e inferir sobre as manifestações clinicas resultantes da presença destas heme proteínas anômalas, ilustrando-se assim a importância desses estudos para a completa caracterização das variantes

ASSUNTO(S)

hemoglobina genetica molecular cyanosis cianose population hemoglobin variação genetica policitemia polycythemia molecular genetics população genetic variation

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