Transporteur artificiel d'oxygene : relation entre la structure d'une hemoproteine, son affinite pour l'oxygene et sa vitesse d'autooxydation

Artificial oxygen carrier : relationship between hemoprotein structure, oxygen affinity and autoxidation rate

• Auteur / Autrice : NATHALIE GRIFFON
• Direction : MICHAEL MARDEN
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences médicales
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Dans le but d'elaborer une hemoglobine (hb) utilisable en solution comme transporteur d'oxygene (o#2), nous nous interessons a trois consequences de l'equilibre tetrameredimeres de l'hb. 1) si l'on melange deux hbs (normale et mutee), en raison d'un echange de dimeres, trois especes doivent etre considerees : normale, mutee et hybride (dimere)#n#o#r#m#a#l/(dimere)#m#u#t#e. Un patient heterozygote pour une mutation de la chaine beta d'hb, presenterait une dilution de l'effet clinique due a la formation d'hybride. Dans les globules rouges, l'espece majoritaire (50%) serait l'hb hybride dont nous montrons la formation, in vitro, dans le cas de l'hb bruxelles (phe beta42 deletee). L'alteration de ses proprietes fonctionnelles est moins importante que celle de l'hb parente mutee. 2) les proprietes fonctionnelles des hbs biligandees sont controversees. Selon ackers et al. (1992), l'espece hybride (dimere-desoxy/dimere-oxy) presente une stabilite accrue tandis que le modele mwc (monod et al. , 1965) predit une dependance vis a vis du nombre de ligands lies mais pas de leur distribution sur les quatre sous-unites. Nos etudes de la liaison du co a cet hybride, genere par photodissociation, contredisent ceux d'ackers et fournissent un nouvel argument en faveur de la validite du modele mwc. 3) la presence de dimeres (forte affinite, tres oxydables, nephrotoxiques) s'opposent a la realisation d'un transporteur artificiel d'o#2 a base d'hb. Elle est evitee par pontage des tetrameres. Afin d'optimiser la livraison de l'o#2, nous combinons des mutations diminuant l'affinite pour l'o#2. Mais quelle que soit la strategie pour diminuer l'affinite pour l'o#2, elle est associee a une acceleration de l'autooxydation. Nous montrons que l'autooxydation d'une hb limite sa fonctionnalite a quelques heures. Un compromis devra etre trouve entre structure, affinite et vitesse d'autooxydation d'une hb pour parvenir a elaborer un bon transporteur d'o#2.