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Studies on free or haptoglobin-bound hemoglobin and derivatives (semihemoglobins and porphyrinated semihemoglobins)

1975; Elsevier BV; Volume: 57; Issue: 9 Linguagem: Francês

10.1016/s0300-9084(75)80359-2

1638-6183

Hélène Colson-Guastalla, Christian Aymard, Jean-Pierre Chambon, Françoise Michel,

Neonatal Health and Biochemistry

The peroxidatic activity of hemoglobin (Hb) is known to be enhanced when this hemoprotein is bound to haptoglobin (Hp). The peroxidatic reaction (H2O2, guaiacol as donor) has been kinetically studied (Steady-state) in the presence of free or rabbit-haptoglobin bound human hemoglobin and some of its derivatives, all in ferricyano-form. With free Hb+ CN, we observed linearity of Lineweaver and Burk plots in a wide range of concentrations, the donor's behaviour was therefore assumed to obey the Michaelis-Menten mechanism. When Hp-Hb+ CN is the enzyme, the donor's behaviour is more complicated, analysis shows the existence of two kinds of donor's binding sites. The possibility whether this behaviour might correspond to the intrinsic properties of Hb chains, as revealed after combination with Hp, was examined. The peroxidatic activity of free and Hp-bound α and β chains of Hb were studied. The α chains of Hb combine with Hp whereas the β chains fail to do so. In order to make useful comparisons, the peroxidatic activity of Hp-bound α and β chains were studied by the use of Hp-semihemoglobin complexes where the semihemoglobins carried heme on only one type of chain (α or β). Results did not show an evident correlation between the activities of the two free or bound types of chains and those of the two classes of binding sites revealed in Hp-Hb+ CN. Moreover, it appeared that the heme-free complementary chain might influence the activity of the heme-carrying α or β chain in semihemoglobins and Hp-semihemoglobin complexes. The binding of protoporphyrin on free and Hp-bound semihemoglobins leads to species which exhibit structures close to that of Hb and Hp-Hb complex respectively. Results of studies on these derivatives brought up new interesting data: when the porphyrin ring alone is bound to the heme deficient chains (α or β), in Hp-semihemoglobin complexes, the same peculiar behaviour, already observed with Hp-Hb complex, is found again. The structural implications of these results are discussed. Il est bien connu que l'activité peroxydasique de l'hémoglobine est renforcée lorsque cette hémoprotéine est liée à l'haptoglobine. On compare, dans ce travail, les cinétiques en régime stationnaire de la réaction peroxydasique (système H2O2-gaïacol) en présence d'hémoglobine humaine et de quelques uns de ses dérivés, tous sous forme ferricyano-, libres ou combinés à l'haptoglobine. Hb+ CN et Hp-Hb+ CN manifestent vis-à-vis du donneur gaïacol des comportements différents. Tandis que pour Hb+ CN la linéarité des représentations suivant Lineweaver et Burk permet d'envisager un mécanisme simple de type Michaëlis-Menten, il en va différemment pour Hp-Hb+ CN; on rend compte des résultats en admettant l'existence sur le complexe de deux sortes de sites de fixation du donneur gaïacol. S'agit-il de la manifestation d'une différence entre les propriétés intrinsèques des chaînes α et β d'hémoglobine révélée après combinaison à Hp? L'étude de l'activité peroxydasique des chaînes α et β d'hémoglobine, libres ou combinées à Hp, est entreprise. Comme seules les chaînes α sont aptes à se combiner à Hp, tandis que les chaînes β en sont incapables, la comparaison est effectuée en utilisant les semihémoglobines α et β et les complexes Hp-semihémoglobines α et β, dans lesquels l'un ou l'autre type de chaîne est porteur d'hème. Les résultats obtenus montrent que l'on ne peut pas établir de corrélation entre les activités des deux types de chaînes, libres ou liées à Hp, et les deux classes de sites de fixation du gaïacol que révèle Hp-Hb+ CN; par ailleurs, il apparait que la chaîne dépourvue d'hème, dans les semihémoglobines et leurs complexes, influence l'activité de la chaîne porteuse d'hème. On est ainsi conduit à combiner les chaînes dépouvues d'hème des semihémoglobines et de leurs complexes avec Hp à la protoporphyrine en vue d'obtenir des espèces de structures assez voisines de celles de Hb+ CN et de Hp-Hb+ CN, mais dans lesquelles une seule sorte de chaîne soit porteuse d'hème. On observe alors sur les complexes Hp-semihémoglobine porphyrinés la même particularité de comportement vis-à-vis du gaïacol que sur Hp-Hb+ CN. Les implications structurales de ces résultats sont discutées.