Effets de modifications protéiques sur la dynamique de ligandation de l'hémoglobine : étude par photolyse laser nanoseconde des hémoglobines adultes humaines normales et anormales et de l'hémoglobine foetale
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The photodissociation of carboxyhemoglobin by nanosecond laser irradiation is followed by geminate recombination of CO with the heme and an R → T change in conformation of the deoxy protein. In this work a systematic investigation of the influence of modifications on the protein part of hemoglobin on the ion-ligand association was undertaken using the method of nanosecond Laser photolysis associated with kinetic absorption spectroscopy. The study showed that substitution of amine acids (abnormal hemoglobins, fetal hemoglobin) modify the nanosecond geminate recombination of CO to the heme. Physical modifications (ionic strength, temperature, viscosity) and chemical modifications (PMB) also affect this process whereas pH or DPG concentration have no effect. In addition, the kinetics of the geminate recombination has confirmed the diffusion-like character of this process, thus emphasizing the role of structural fluctuations of the protein. This work also shows that the dynamics of the R → T restructuration are independent of amino-acid substitution but depends on the ionic strength. The nanosecond photodissociation of oxyhemoglobin was also studied. The results showed that nanosecond recombination of O₂ to the heme has the same kinetic behavior as that of CO. The results confirm the higher reactivity of the heme towards O₂ as compared to that towards CO.
Abstract FR:
La photodissociation de l’hémoglobine carboxy par laser nanoseconde a permis de mettre en évidence d’une part une phase de recombinaison géminée du ligand photo dissocié et d’autre part une phase de restructuration R → T de la protéine. L’objet de notre travail consiste à déterminer l’influence de la partie protéique de la molécule d’hémoglobine sur la réaction d’association fer-ligand. Pour cela nous avons entrepris une étude systématique des effets de modifications protéiques sur la photodissociation par laser nanoseconde de l’hémoglobine ligandée. Les résultats montrent que les perturbations du milieu protéiques engendrées par les substitutions d’acides aminés (Hb anormales, Hb fœtale) affectent la recombinaison géminée nanoseconde du CO. Les modifications physiques (force ionique, température, viscosité) et chimiques (fixations du PMB) perturbent également ce processus. Par contre, le pH et la concentration en DPG sont sans effet sur la cinétique de recombinaison nanoseconde Fe-CO. Par ailleurs, l’étude a permis de confirmer le caractère diffusionnel de la recombinaison géminée. Ce résultat met en évidence le rôle important des fluctuations structurales de l’hémoglobine sur le processus nanoseconde. Nous avons également montré que la dynamique de restructuration R → T de l’hémoglobine est généralement indépendante des perturbations physiologiques du milieu protéique (Hb anormales, Hb fœtale) mais dépend de la force ionique du milieu. Ce travail comporte aussi une étude de la photodissociation nanoseconde de l’hémoglobine oxy. On montre que la recombinaison nanoseconde de O₂ correspond également à une réaction à caractère diffusionnel. Les résultats révèlent la plus grande réactivité du fer envers l’O₂ qu’envers le CO.