Fixation du 2,3-Bisphosphoglycérate et/ou de l'oxygène sur l'hémoglobine

2. Expression de la concentration d'oxyhémoglobine en fonction de ΔA560 et de (ε' - ε)

Tweet

Voir l'énoncé.

a. Courbes de saturation absorption difference spectra haemoglobin bisphosphoglycerate fixation binding oxygen hill allostery = f(pO2)

b. Expression de la concentration d'oxyhémoglobine en fonction de ΔA560 et de (ε' - ε)

c. Schéma général de la fixation de l'oxygène sur l'hémoglobine selon le modèle Monod, Wyman et Changeux (1965)

d. Calcul de εM560 et de ε'M560

 

Avec un spectrophotomètre double faisceau, on enregistre les spectres de différence d'absorption pour chaque pression partielle en oxygène, entre :

  • cuve de référence : la désoxyHb ([Hb]0)
  • cuve de mesure : le mélange désoxyHb ([Hb]xi) et oxyHb ([Hb(O2)xi])

Hemoglobine haemoglobin allosterie allostery equilibre fixation bisphosphoglycerate oxygene hemoglobine oxyhemoglobine desoxyhemoglobine absorbance spectrophotometry dialyse Scatchard Hill biochimej

a. Courbes de saturation Hemoglobine haemoglobin allosterie allostery equilibre fixation bisphosphoglycerate oxygene hemoglobine oxyhemoglobine desoxyhemoglobine absorbance spectrophotometry dialyse Scatchard Hill biochimej = f(pO2)

absorption difference spectra haemoglobin bisphosphoglycerate fixation binding oxygen hill allostery    =

    - ΔA560
-------------------
- ΔA560Max

b. Expression de la concentration d'oxyhémoglobine en fonction de ΔA560 et de (ε' - ε)

Dans la cuve de référence, il n'y a que la désoxyHb dont l'absorbance s'exprime par :

A560REF = εM560 . l . [Hb]0

 

Dans la cuve de mesure, il y a un mélange oxyHb et désoxyHb dont l'absorbance s'exprime par :

A560MES = (εM560 . l . [Hb]xi) + (ε'M560 . l . [Hb(O2)xi])

La différence d'absorbance s'écrit : ΔA560 = A560MES - A560REF = [(ε. l . [Hb]xi) + (ε' . l . [Hb(O2)xi])] - (ε. l . [Hb]0) relation 1
A toute pression partielle en oxygène, on a : [Hb]0 = [Hb]xi + [Hb(O2)xi]
soit : [Hb]xi = [Hb]0 - [Hb(O2)xi]
reporté dans la relation 1 : ΔA560 = [(ε. l . [Hb]0) - (ε. l . [Hb(O2)xi]) + (ε'. l . [Hb(O2)xi])] - (ε. l . [Hb]0)
soit : ΔA560 = (ε' . l . [Hb(O2)xi]) - (ε. l . [Hb(O2)xi]) = (ε' - ε) . l . [Hb(O2)xi]
Finalement :                                      ΔA560
[Hb(O2)xi]   =   ------------------------
                            (ε'M560M560)

c. Schéma général de la fixation de l'oxygène sur l'hémoglobine selon le modèle Monod, Wyman et Changeux (1965)

Les deux états conformationnels que peut adopter un protomère α ou β sont dénommés respectivement :
  • T (pour "Tense"), conformation "tendue", les sites de fixation ont une affinité faible pour un ligand donné
  • R (pour "Relax"), conformation "relâchée", les sites de fixation ont une affinité forte pour un ligand donné

Hemoglobine haemoglobin allosterie allostery equilibre fixation bisphosphoglycerate oxygene hemoglobine oxyhemoglobine desoxyhemoglobine absorbance spectrophotometry dialyse Scatchard Hill biochimej

Source : Lehninger, A. L. "Principles of Biochemistry
3rd Ed." (2000) Ed. Worth Publishers

Ces deux conformations sont en équilibre (quelle que soit la concentration d'un ligand donné)
et cet équilibre est régit par la constante allostérique, L :

L

T0 <=====> R0

Pour expliquer la fixation coopérative de l'oxygène sur l'hémoglobine et la transition allostérique avec le modèle MWC, il faut admettre :

  • qu'en absence d'oxygène, c'est la désoxyHb sous forme T qui prédomine (forme carrée bleue) avec un coefficient d'extinction molaireεM560.
  • qu'en présence d'oxygène, c'est l'oxyHb sous forme R qui prédomine (forme ronde verte) avec un coefficient d'extinction molaire ε'M560.
  • quel que soit le nombre de molécule(s) d'oxygène fixée(s), toutes les formes oxyHb (Hb(O2)xi) ont la même structure et donc ont le même coefficient d'extinction molaire ε'M560.

Hemoglobine haemoglobin allosterie allostery equilibre fixation bisphosphoglycerate oxygene hemoglobine oxyhemoglobine desoxyhemoglobine absorbance spectrophotometry dialyse Scatchard Hill biochimej

Compléments théoriques sur la fixation coopérative et la transition allostérique de l'hémoglobine : Ciaccio et al. (2008) "Cooperativity and allostery in haemoglobin function" IUBMB Life 60, 112 - 123

d. Calcul de εM560 et de ε'M560

A partir des spectres d'absorption de la désoxyHb (10-4 M) et de l'oxyHb (10-4 M), on obtient :

  • désoxyHb ([Hb]0) :         AMax560 = 1,22       ==>       εM560 = 1,22 104 M-1.cm-1
  • oxyHb ([Hb(O2)4]) :       AMax560 = 0,85       ==>       εM560 = 0,85 104 M-1.cm-1

D'où :         (ε'M560M560)    =    - 3700 M-1.cm-1

Hemoglobine haemoglobin allosterie allostery equilibre fixation bisphosphoglycerate oxygene hemoglobine oxyhemoglobine desoxyhemoglobine absorbance spectrophotometry dialyse Scatchard Hill biochimej

 

Valid XHTML 1.0 Transitional         Flux RSS Retour haut de page