Étude de l'hémoglobine
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L'hémoglobine (Hb) contient 0,34% de fer (56 g / mole).

a. A partir de cette information, déterminer la masse molaire minimale de l'hémoglobine.

b. D'autres expériences montrent que sa masse réelle est de 64.000 Da. Quelle information celà fournit-il sur le nombre d'atomes de fer contenus dans l'hémoglobine ?


a. La donnée 0,34 % de fer signifie : 0,34 g de fer <=> 100 g d'hémoglobine (Hb)

Par ailleurs : 56 g de fer <=> 1 mole d'Hb

Donc : 1 mole d'Hb = (56 x 100) / 0,34 = 16.471 g au minimum

b. La masse molaire réelle de l'Hb est 64.000 Da => nombre de sous-unité : (64.000 / 16.471) = 4 sous-unités (tétramère).

  • Hb = α2β2 (dimère de dimère αβ) : sous-unité α = 141 acides aminés et sous-unité β = 146 acides aminés.
  • Les sous-unités ont des structures primaires et des structures tridimensionnelles très proches et aussi avec la chaîne polypeptidique de la myoglobine.

Chaque sous-unité de l'Hb contient un atome de fer à l'état Fe2+ => il y a donc 4 atomes de fer par molécule d'Hb.

Coordination Heme fer apohemoglobine myoglobine hemoglobine hemoglobin Structure protoporphyrine biochimej

Source : "Lehninger Principles of Biochemistry" - 3rd Ed. (2000)

Le fer est coordonné à 6 ligands :

  • 4 ligands sont les atomes d'azote de 4 noyaux pyrroliques
  • le 5ème est l'atome d'azote du noyau imidazole de l'His proximale F8
  • le 6ème est l'oxygène moléculaire, maintenu entre le fer et l'imidazole de l'His distale E7

Heme fer apohemoglobine myoglobine hemoglobine hemoglobin Structure heme protoporphyrine biochimej

Structure de l'hème fer - protoporphyrine IX

Visualisation de l'hémoglobine humaine dans l'état T à une résolution de 2,1 Å

Code PDB : 1GZX

Les 4 chaînes (α2, β2) sont colorées.

Voir un développement sur la fixation du 2,3-bisphosphoglycérate et/ou de l'oxygène sur l'hémoglobine.

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Rappel sur le Dalton et le nombre d'Avogadro

1. Le Dalton (Da) = unité de masse atomique (U.M.A.) : c'est l'unité de masse trés proche de celle de l'atome d'hydrogène (1,0000).

En hommage à John Dalton (1766 - 1844) qui a développé la théorie atomique de la matière.

2. Postulat d'Avogadro (gaz): le volume d'une molécule-gramme ou mole de gaz (correspondant au poids moléculaire exprimé en grammes) est le volume moléculaire = 22,414 litres (à 0°C et 1 atm).

Le nombre de molécules dans une mole est : N = 6,02 1023 (nombre d'Avogadro).

  • la masse de N atomes est la masse atomique
  • la masse de N molécules est la masse molaire
  • la masse de 12,000 g de carbone est la masse de l'isotope 12 du carbone

En conséquence: 1 U.M.A. est le douzième (car 12 nucléons) de la masse d'un atome de carbone

=> 1 Da = 1 U.M.A. = 12,000 / (12 x N) = 1 / N = 1,66 10-24 g

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