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La estructura del estado T ligado de la hemoglobina identifica el origen de la unión cooperativa al oxígeno
R Liddington1, Z Derewenda, G Dodson
1Department of Chemistry, University of York, UK.
Nature
|February 25, 1988
Resumen
Comprender la unión de oxígeno de la hemoglobina requiere estudiar el estado T. La unión de ligandos en el estado T induce cambios estructurales, revelando mecanismos alostéricos clave en la función de la hemoglobina.
Área de la Ciencia:
- La bioquímica es la bioquímica.
- Biología Estructural Biología estructural.
- Biología Molecular Biología Molecular
Sus antecedentes:
- La unión cooperativa de la hemoglobina con el oxígeno es crucial para la respiración.
- La comprensión anterior se basaba en las estructuras de los estados de deoxy-T y oxy-R.
- Los fenómenos alostéricos implican una reducción de la afinidad del estado T y la vía cinética entre estados.
Objetivo del estudio:
- Para investigar directamente los fenómenos alostéricos de la hemoglobina.
- Para determinar las estructuras cristalinas de alta resolución de las hemoglobinas ligadas en estado T.
- Para dilucidar los mecanismos moleculares detrás de la afinidad reducida por el oxígeno en el estado T.
Principales métodos:
- Cristalografía de rayos X en alta resolución (dmin = 2.1 A).
- Determinación de las estructuras cristalinas de dos hemoglobinas ligadas en estado T.
- Análisis de los cambios estructurales en las subunidades alfa y beta tras la unión de ligandos.
Principales resultados:
- En las subunidades alfa ligadas del estado T, el apretado empaque del hemo y los contactos entre las subunidades inhiben los cambios conformacionales necesarios para la coordinación del hemo plano y del hierro tipo R.
- En las subunidades beta ligadas del estado T, los contactos entre las subunidades evitan la inclinación del hemo, que de otro modo abriría el sitio de unión del oxígeno.
- La unión de ligandos en el estado T induce cambios estructurales terciarios hacia la conformación del estado R en ambas subunidades.
Conclusiones:
- La afinidad reducida al oxígeno del estado T se explica por restricciones estructurales específicas tanto en las subunidades alfa como en las beta.
- Los contactos intersubunitaria juegan un papel crítico en la modulación del comportamiento alostérico de la hemoglobina.
- La unión de ligandos inicia una transición hacia el estado R, incluso dentro de la estructura cuaternaria del estado T.