Hémoglobine: Structure, Biosynthèse et Fonction PDF

Hémoglobine: structure, Biosynthèse et fonction DES BC 1 2024 - 2025 Pr Awa O Touré Fall  INTRODUCTION Depuis 1862 (Hoppe-Seyler) = chromoprotéine porphyrinique = 33% du poids du globule rouge Trois fonctions principales: – Transport de l’oxygène des poumons aux...

Hémoglobine: structure, Biosynthèse et fonction DES BC 1 2024 - 2025 Pr Awa O Touré Fall  INTRODUCTION Depuis 1862 (Hoppe-Seyler) = chromoprotéine porphyrinique = 33% du poids du globule rouge Trois fonctions principales: – Transport de l’oxygène des poumons aux tissus – Transport d’une partie du CO2 – Tamponner les ions H+ libérés par les tissus  II ontogénèse – évolution des hémoglobines humaines 1 - Les globules rouges des sujets adultes contiennent trois types d’hémoglobines en proportion bien définie – Hb A α2β2 = 97% dont 4 à 5%= Hb A1C glyquée La chaine α comporte 141 résidus d’acides aminés La chaine β comporte 146 résidus d’acides aminés – Hb A2 α2δ2 = 2 – 3% – Hb F α2γ2 < 1%  II ontogénèse – évolution des hémoglobines humaines 2 - Pendant la période embryonnaire – Siège : hémangioblaste – Coexistence de deux types de sous unités de la famille α: la chaineζ puis la chaine α – Deux chaines de type β: la chaine ε spécifique de cette période et les chaines γ – Ces différentes sous – unités => trois types d’hémoglobine embryonnaires Hb Gower 1 (ζ2 ε2) Gower 2(α2 ε2) Portland (ζ2γ2)  II ontogénèse – évolution des hémoglobines humaines 3 - Pendant la période fœtale – Siège : foie – rate – moelle – Type d’Hb: après 5 – 6 Sem de VIU l’Hb F (α2 γ2) devient largement majoritaire. 4 - Après la naissance Siège: Moelle osseuse – Types d’Hb : Hb F: 70 – 85%, Hb A2 et Hb A Les proportions de l’adulte sont obtenues à 6 mois III STRUCTURE DES CHAINES D’ HEMOGLOBINE Hb A = tétramère de 67 000 daltons Composition – 4 chaines polypeptidiques 2 α et 2 β α ≠ β (séquence d’aa) α = β (structure dans l’espace) => chaine pelotonée avec 8 segments hélicoïdaux de A à H – Hème: noyau tétrapyrrolique qui habrite un atome de Fer ferreux responsable de la fixation de l ’oxygène La molécule d’hème s’insère entre les hélices EFGH 16 liaisons entre l’hème et la globine et 1 entre F8 et Fe Image:Haemoglobin-3D-ribbons.png III STRUCTURE DES CHAINES D’ HEMOGLOBINE – L’ensemble hème + globine = 1 ss unité ou monomère – Les 4 sous unités forment le tétramère fonctionnel ayant un cavité centrale contenant le 2,3 DPG IV - Synthèse de l’hémoglobine 1 – Lieu uniquement dans les cellules de la lignée érythroblastique, l’ Hb est le principal marqueur de l ’érythropoïèse. Quantité croissante du BFU E à l ’érythrocyte L ’érythrocyte ne possède plus d’activité de synthèse Le foie foetal et la rate de la 6ème semaine jusqu’à la naissance … puis: la moëlle osseuse à partir du 4ème mois, prépondérant à partir du 6ème mois. Synthèse de l’hémoglobine IV - Synthèse de l’hémoglobine La globine schéma général de la synthèse protéique Transcription des gènes Maturation de l ’ARNm: épissage du pré- ARNm Traduction de l ’ARNm au niveau ribosomal Etapes post-traductionnelles IV - Synthèse de l’hémoglobine La globine Régulation / hème => – la transcription des gènes de la globine et surtout la traduction des ARNm correspondants. – facilite l ’assemblage des dimères α-β en tétramère d ’hémoglobine. L’érythropoïétine stimule également la transcription des gènes IV - Synthèse de l’hémoglobine L’héme : A lieu au niveau des mitochondries et du cytoplasme des érythroblastes Glycine + succinyl CoA mitochondrie Ala synthétase +vitB6 Ac delta-amino Lévulinique (ALA) IV - Synthèse de l’hémoglobine L’héme : A lieu au niveau des mitochondries et du cytoplasme des érythroblastes 2 ALA cytoplasme Ala déshydratase Porphobilinogène monopyrrolique x4 Uroporphyrinogène III Coproporphyrinogène III IV - Synthèse de l’hémoglobine L’héme : A lieu au niveau des mitochondries et du cytoplasme des érythroblastes Coproporphyrinogène III Mitochondrie Protoporphyrinogène IX Fer ferreux Protoporphyrine IX Hème synthétase HEME IV - Synthèse de l’hémoglobine L’héme : Régulation – rétrocontrôle négatif de l’hème sur ALA synthétase, ALA deshydratase, et l’hème synthétase. – La biosynthèse de l ’hème dépend aussi de disponibilité de certains substrats (Fer, vit B6, Cuivre facilitant l ’utilisation du Fer, …) – L ’érythropoïétine faciliterait la captation du Fer par les cellules érythroblastiques.  V - Fonctions Effet tampon Transport du CO2 Transport O2 poumons +++ -> tissus – Oxygènation: liaison réversible O2 sur Hb Hb + O2 HbO2 – Hb tétramèrique : une molécule d’Hb peut fixer 4 molécules O2  V - Fonctions Dissociation de l’Hb oxygéné ou oxy Hb – Désoxygènation : dissociation de O2 de Hb 4 étapes : avec constantes de dissociation (K) différentes Hb (O2)4 Hb(O2)3 + O2 (K1) Hb (O2)3 Hb(O2)2 + O2 (K2) Hb (O2)2 Hb(O2)1 + 02 (K3) Hb (O2)1 Hb +O2 (K4) K1< K2 une baisse de la P50 une baisse de la délivrance tissulaire d’oxygène  Fonctions Les causes de déviation à gauche de la courbe de dissociation : Effet Bohr : baisse de la PCO2, augmentation du pH Baisse de température Baisse de production du 2,3 DPG Présence d’hémoglobine F (fœtale), ayant une plus forte affinité pour l’oxygène que la forme A.  Fonctions 2 – Transition allostérique Communication entre les molécules d’hème = interaction hème – hème Deux formes: – forme relachée (®) de forte affinité pour l’oxygène à PO2 élevée – Forme contrainte(T) à faible affinité pour l’oxygène à PO2 faible VI - Catabolisme VI - Catabolisme  VII - Pathologie Hème : porphyries Globine : Hémoglobinopathies