Hemeritrina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Saltar ata a navegación Saltar á procura
Proteína hemeritrina oxixenada simple.
Complexo da proteína hemeritrina trimérica.

A hemeritrina (do grego αίμα = sangue, e ερυθρός = vermello) é unha proteína oligomérica responsable do transporte de oxíxeno (O2) en certos filos de invertebrados mariños, concretamente en sipuncúlidos, priapúlidos, braquiópodos, e tamén en anélidos do xénero Magelona. Recentemente, a hemoemeritrina foi descuberta en bacterias metanotróficas da especie Methylococcus capsulatus.[1] A miohemeritrina é unha proteína monomérica que se une ao O2 que se encontra nos músculos dos invertebrados mariños. A hemeritrina e a miohemeritrina son esencialmente incoloras cando están desoxixenadas, pero toman unha cor violeta-rosa en estado oxixenado.

A hemeritrina non contén o grupo hemo, a pesar de que o seu nome o suxira. Os nomes dos transportadores de oxíxeno nos seres vivos, hemoglobina, hemocianina, e hemeritrina, non fan referencia ao grupo hemo das globinas (que só a hemoglobina ten), senón que derivan da palabra grega que significa "sangue".

Mecanismo de unión ao oxíxeno (O2)[editar | editar a fonte]

O mecanismo de unión ao dioxíxeno desta proteína é pouco usual. A maioría dos transportadores de O2 funcionan formando complexos de dioxíxeno, pero a hemeritrina mantén o O2 en forma de hidroperóxido. O sitio ao que se une o O2 consta dun par de centros de ferro. Os átomos de ferro únense á proteína por medio das cadeas laterais carboxilato de residuos de glutamato e aspartato e por cinco residuos de histidina. A hemeritrina e a miohemeritrina descríbense a miúdo polos estados de ligación e oxidación do seu centro de ferro:

Fe2+—OH—Fe2+ desoxi (reducido)
Fe2+—OH—Fe3+ semi-met
Fe3+—O—Fe3+—OOH- oxi (oxidado)
Fe3+—OH—Fe3+— (calquera outro ligando) met (oxidado)

A captación de O2 pola hemeritrina vai acompañada da oxidación por dous electróns do centro diferroso para producir un complexo hidroperóxido (OOH-). A unión do O2 descríbese de forma xeral neste diagrama:

Sitio activo da hemeritrina antes e despois da oxixenación.

A desoxihemeritrina contén dous ións ferrosos de alto espín cos que fai ponte un grupo hidroxilo. Un ferro está hexacoordinado e o outro pentacoordinado. Un grupo hidroxilo serve como ligando ponte pero tamén funciona como doante de protóns ao substrato O2. Esta transferencia de protóns dá lugar á formación dunha ponte dun só átomo de oxíxeno (μ-oxo) na oxihemeritrina e a methemeritrina. O O2 únese ao centro Fe2+ pentacoordinado no sitio de coordinación baleiro. Despois, os electróns transfírense desde os ións ferrosos para xerar o centro férrico binuclear (Fe3+,Fe3+) co peróxido unido.[2][3]

Estrutura cuaternaria e cooperatividade[editar | editar a fonte]

A hemeritrina existe normalmente en forma de homooctámero ou heterooctámero composto de subunidades de tipo α- e β de 13-14 kDa, aínda que algunhas especies teñen hemeritrinas dímeras, trímeras e tetrámeras. Cada subunidade ten un pregamento de catro hélices α que se une a un centro de ferro binuclear. Debido ao seu tamaño, a hemeritrina encóntrase xeralmente dentro de células ou "corpúsculos" do sangue e non flotando libremente no líquido.

A diferenza da hemoglobina, a maioría das hemeritrinas non presentan unión cooperativa ao oxíxeno, o que fai que teña só 1/4 da eficiencia da hemoglobina. Non obstante, nalgúns braquiópodos, a hemeritrina si mostra unión cooperativa para o O2. Esta unión cooperativa débese ás interaccións entre subunidades: a oxixenación dunha subunidade incrementa a afinidade dunha segunda subunidade polo oxíxeno.

A afinidade da hemeritrina polo monóxido de carbono (CO) é menor que polo O2, o que a diferencia da hemoglobina, que ten unha afinidade moito máis alta polo CO. A baixa afinidade da hemeritrina polo CO reflicte o papel dos enlaces de hidróxeno na unión do O2, un mecanismo que é incompatible con complexos de CO, que normalmente non establecen enlaces de hidróxeno.

Dominio de unión ao catión HHE/hemeritrina[editar | editar a fonte]

Dominio de unión ao catión HHE hemeritrina
PDB 2igf EBI.jpg
Identificadores
Símbolo Hemerythrin
Pfam PF01814
InterPro IPR012312
PROSITE PDOC00476
SCOP 2hmq
SUPERFAMILY 2hmq

O dominio de unión ao catión HHE/hemeritrina aparece como un dominio duplicado nas hemeritrinas, miohemeritrinas e outras proteínas relacionadas. Este dominio únese ao ferro nas hemeritrinas, pero pode unirse a outros metais en proteínas relacionadas, como ao cadmio no caso da hemeritrina do anélido Nereis diversicolor. Tamén se encontra na proteína NorA da bacteria Cupriavidus necator; esta proteína é un regulador da resposta ao óxido nítrico, o cal suxire que ten un arranxo diferente para estes ligandos metálicos. Unha proteína do lévedo Cryptococcus neoformans que contén este dominio está tamén implicada na resposta ao óxido nítrico.[4] Unha proteína da bacteria Staphylococcus aureus que contén este dominio chamada proteína de reparación do cluster de ferro-xofre ScdA.[5]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. Karlsen, O.A., Ramsevik, L., Bruseth, L.J., Larsen, Ø., Brenner, A., Berven, F.S., Jensen, H.B. and Lillehaug, J.R. (2005). "Characterization of a prokaryotic haemerythrin from the methanotrophic bacterium Methylococcus capsulatus (Bath)". FEBS J. 272 (10): 2428–2440. PMID 15885093. doi:10.1111/j.1742-4658.2005.04663.x. 
  2. D. M. Kurtz, Jr. "Dioxygen-binding Proteins" in Comprehensive Coordination Chemistry II 2003, Volume 8, Pages 229-260. doi 10.1016/B0-08-043748-6/08171-8
  3. Friesner, R. A., M.-H. Baik, B. F. Gherman, V. Guallar, M. Wirstam, R. B. Murphy, and S. J. Lippard, 2003, How iron-containing proteins control dioxygen chemistry: a detailed atomic level description via accurate quantum chemical and mixed quantum mechanics/molecular mechanics calculations: Coord. Chem. Rev., v. 238-239, p. 267-290.
  4. Chow ED, Liu OW, O'Brien S, Madhani HD (September 2007). "Exploration of whole-genome responses of the human AIDS-associated yeast pathogen Cryptococcus neoformans var grubii: nitric oxide stress and body temperature". Curr. Genet. 52 (3–4): 137–48. PMID 17661046. doi:10.1007/s00294-007-0147-9. 
  5. Overton TW, Justino MC, Li Y, Baptista JM, Melo AM, Cole JA; et al. (2008). "Widespread Distribution in Pathogenic Bacteria of Di-Iron Proteins That Repair Oxidative and Nitrosative Damage to Iron-Sulfur Centers". J Bacteriol 190 (6): 2004–13. PMC 2258886. PMID 18203837. doi:10.1128/JB.01733-07. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Bibliografía[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]

  • 1HMD - PDB structure of deoxyhemerythrin Themiste dyscrita (verme sipuncúlido)
  • 1HMO - estruturas do PDB da oxihemeritrina de Themiste dyscrita
  • 2MHR - estrutura do PDB da azido-met miohemeritrina de Themiste zostericola (verme sipuncúlido)
  • IPR002063 - InterPro entrada para a hemeritrina

Este artigo incorpora texto en doiminio público de InterPro IPR012312.