Não equivalência de cadeias na interação alostérica da hemoglobina

Nós estudamos neste trabalho a importância, para a dependência com a temperatura do comportamento cooperativo da hemoglobina, da não equivalência funcional das cadeias polipeptídicas que constituem a molécula de hemoglobina. Com este propósito, nós introduzimos os parâmetros termodinâmicos de interção alostérica denominados “efetivos”, que relacionam as duas últimas etapas da oxigenação de hemoglobina com as duas primeiras. Nós mostramos que a energia livre de interção alostérica efetiva está fortemente correlacionada ao parâmetro de Hill que é a medida clássica da cooperatividade; portanto, a energia livre de interação alostérica efetiva é uma medida da cooperetividade. Dados experimentais recentes mostram que a energia livre de interação alostérica efetiva é uma função crescente da temperatura; isto é devido ás entalpia e entropia de interação alostérica efetivas serem quantidades positivas. Para analisar este comportamento em termos de argumentos relativos à termodinâmica, nós deduzimos equações para os parâmetros termodinâmicos de oxigenação da hemoglobina como função dos de suas cadeias. Como as equações assim obtidas têm um grande número de termos, nós aplicamos o mesmo tratamento a um dímero hipotético, obtendo relações mais simples. Concluímos, em ambos os casos, que o carater positivo das entalpia e entropia de interção alostérica efetivas é devido á presença de termos cooperativos e anticooperativos. Como estes estão ausentes em equações que se referem a hemoproteinas alostéricas, a dependência com a temperatura característica da cooperatividade de hemoglobina dependente da presença de cadeias não equivalentes. No cálculo das contribuições cooperativas e anticooperativas dos parâmetros termodinâmicos de interação alostérica efetivos nós nos defrontamos com a indeterminância de um problema de muitos corpos. Fizemos duas aproximações, das quais obtemos resultados para vários ambientes químicos e temperaturas. Nós pudemos demonstrar que a não equivalência funcional das cadeias da hemoglobina leva ao seu comportamento térmico característico e que tal efeito é acentuado pelo efetores DPG e IHP, que ligam-se seletivamente a um tipo de cadeia, assim como pelo efetor H+ .