a. Courbe de saturation = 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 ε^M₅₆₀ et de ε'^M₅₆₀

a. Courbe de saturation

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

• la cuve de référence : la désoxyHb ([Hb]₀)

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

            - ΔA₅₆₀
= -----------
            - ΔA₅₆₀^Max

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 : A₅₆₀^REF = ε^M₅₆₀ . l . [Hb]₀

Dans la cuve de mesure, il y a un mélange oxyHb et désoxyHb dont l'absorbance s'exprime par : A₅₆₀^MES = (ε^M₅₆₀ . l . [Hb]_xi) + (ε'^M₅₆₀ . l . [Hb(O₂)_xi])

La différence d'absorbance s'écrit : ΔA₅₆₀ = A₅₆₀^MES - A₅₆₀^REF = [(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'^M₅₆₀ -ε^M₅₆₀)

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

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, L₀ :

           L₀
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 molaireε^M₅₆₀.
• 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.

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 ε^M₅₆₀ 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) : A^Max₅₆₀ = 1,22 => ε^M₅₆₀ = 1,22 10⁴ M^-1.cm^-1

• oxyHb ([Hb(O₂)₄]) : A^Max₅₆₀ = 0,85 => ε^M₅₆₀ = 0,85 10⁴ M^-1.cm^-1

D'où : (ε'^M₅₆₀ -ε^M₅₆₀) = - 3700 M^-1.cm^-1