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)

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a. Courbes 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, 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])

a. Courbes de saturation = f(pO2)

   =
    - 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'M560 -εM560)

 

c. Schéma général de la fixation de l'oxygène sur l'hémoglobine selon le modèle MONOD, WYMAN, CHANGEUX (1965)
Les deux états conformationnels que peut adopter un protomère a ou b 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;

 

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

Source : Lehninger, A. L. "Principles of Biochemistry, 3rd Ed."

(2000) Ed. Worth Publishers

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.

 

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'M560 -εM560)    =    - 3700 M-1.cm-1