Etude des determinants de l'affinite des hemoglobines pour leurs ligands

Determinants of hemoglobins affinity for their ligands

• Auteur / Autrice : LAURENT KIGER
• Direction : M.-C. MARDEN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Dans ce travail, nous montrons les determinants principaux qui regulent la reactivite de la poche de l'heme des hemoglobines pour leurs ligands. Du fait de la variabilite des acides amines distaux de la poche de l'heme, ces proteines ont la possibilite d'adapter leur fonction a leur environnement. La forte affinite pour l'oxygene de l'hemoglobine d'ascaris serait due a deux liaisons hydrogene additives entre la liaison polaire fe(+)-o2(-) et deux residus du cote distal de l'heme: la glutamine e7 et la tyrosine b10. Bradhyrhizobium japonicum et rhizobium meliloti fixl appartiennent a une nouvelle classe de proteines qui ont un domaine a activite kinasique en tandem avec un domaine fixant un heme. L'activite kinasique de rhizobium meliloti fixl est maximale lorsque l'heme est dans une configuration desoxygenee. C'est probablement un encombrement sterique du cote distal de l'heme qui induit la faible affinite des proteines fixl pour l'o2. L'hemoglobine a possede une histidine distale e7 qui est susceptible de former une liaison hydrogene avec l'oxygene alors que dans les proteines fixl cet acide amine est de nature hydrophobe. Il pourrait s'agir d'une phenylalanine. L'hydrophobie du cote distal de l'heme discrimine la liaison du co par rapport a celle de l'o2. Nous avons observe que la mutation de l'histidine polaire e7 dans les chaines beta de l'hemoglobine par une phenylalanine apolaire empeche l'echappement du co de la poche de l'heme alors que la liaison fe(+)-o2(-) est destabilisee. La liaison invariable fe-his (f8) module l'affinite des hemoglobines pour leurs ligands. Dans l'hemoglobine a cette liaison est a l'origine de l'interaction entre les hemes couplee a l'etat de spin du fer. La rupture de la liaison fe-his (f8) induit la perte de la cooperativite et la stabilisation de la structure quaternaire t de l'hemoglobine a