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hasta ahora (tabla 3-3).
Tabla 3-3. Residuos aminoacídicos permanentes en la Hb
Posición Aminoácido Función
F8 Histidina Histidina proximal ligada al hemo
E7 Histidina Histidina distal próxima al hemo
CD1 Fenilalanina Contacto con el hemo
F4 Leucina Contacto con el hemo
B6 Glicina Permite máxima aproximación de hélices B y E
C2 Prolina Término de la hélice
HC2 Tirosina Enlaces cruzados de las hélices H y F
C4 Treonina Desconocida
H10 Lisina Desconocida
90
Cadena ααααα
La cadena de α-globina humana consiste de 141
aminoácidos en secuencia lineal. El grupo hemo
está unido covalentemente por un enlace entre
el hierro del hemo y el grupo imidazol de un
residuo de histidina en la posición 87 (contando
desde la región N-terminal del polipéptido).
Esta es la denominada histidina proximal.
Cadena βββββ
La cadena β es ligeramente más larga que la
cadena α (146 residuos). El hemo se une a la
histidina 92 de la cadena β globina. A diferencia
de muchas otras proteínas no hay puentes
disulfuro sea dentro o entre las subunidades de
Hb. El residuo de cisteína en posición 93 de la
cadena β es altamente reactivo y fácilmente se
oxida para formar disulfuros mixtos y otros
tioésteres. Este fenómeno puede estar
involucrado en el catabolismo de la Hb.
Cadenas δδδδδ, γγγγγ, εεεεε y ζζζζζ
Existe una considerable homología estructural
entre las cadenas δ, γ, ε y las cadenas β. En
realidad estas cadenas son sintetizadas a partir
de un grupo de genes localizados en el
cromosoma 11. De igual manera la cadena ζ es
homóloga con la cadena α, siendo ambos
productos de un grupo de genes localizados
en el cromosoma 16.
b) Estructura secundaria
La estructura secundaria está determinada por
la relación espacial entre residuos que están
cercanos uno de otro en la secuencia lineal.
Las subunidades de Hb son muy buenos
ejemplos de un patrón de hélice α y dextrogira,
consistiendo de 3,6 aminoácidos por vuelta.
Esta hélice se establece por enlaces de
hidrógeno entre el grupo carboxilo de cada
residuo y el grupo amino de cuatro residuos
antes (enlaces intracatenarios).
En su estado nativo, aproximadamente el 75% de
la molécula de Hb es una hélice α. Este
relativamente alto contenido helicoidal en
comparación con otras proteínas globulares
simplifica la solución de su estructura tridimensional.
En ciertas localizaciones específicas de las
subunidades de Hb, la hélice es interrumpida por
segmentos que pierden la configuración helicoidal,
adoptando así una disposición lineal por donde la
cadena suele angularse.
Los segmentos helicoidales se denominan con
letras que van desde la A a la H, comenzando
por el extremo N-terminal de la molécula, los
no helicoidales reciben su denominación a partir
de las hélices entre los que están situados, es
decir: NA, AB, CD, EF y así hasta GH. Los dos
pequeños segmentos lineales situados en los
extremos se denominan NA y HC.
La subunidad β ha demostrado tener 8
segmentos helicoidales, desde la A hasta la H.
Los segmentos helicoidales de la cadena α son
comparables a los de la cadena β, con excepción
de los residuos que constituyen la hélice D de
la cadena β que están ausentes en la cadena α.
Dado que el número de aminoácidos en las
distintas cadenas es diferente, 141 en la α y
146 en la β, y con el fin de lograr una máxima
homología entre subunidades, cada aminoácido
se numera de acuerdo con su posición en la
cadena lineal y con el lugar que ocupa en cada
segmento, de este modo la histidina F8 en la
α87 y β92.
La homología entre subunidades de Hb de
diferentes especies se mantiene, de tal forma
que residuos que son importantes para la
función de la molécula se conservan a través
de la evolución de las especies. Así por ejemplo
todas las hemoglobinas cuya estructura es
conocida tienen un residuo de histidina en la
posición F8, excepto dos metahemoglobinas:
la M-Iwate y la M-Hyde Park.
c) Estructura terciaria
La estructura terciaria se refiere a como está
plegada tridimensionalmente cada cadena
polipeptídica, y está determinada por la
situación en el espacio de los residuos
aminoacídicos que forman parte de la estructura
lineal, lo que facilita la comprensión de las
propiedades funcionales de la proteína.
Hoy en día existen evidencias claras de que la
secuencia primaria de los aminoácidos es la que
determina fundamentalmente los plegamientos
de la proteína en el espacio tridimensional, y
que solamente esta secuencia primaria es la que
está determinada genéticamente, definiéndose
posteriormente las estructuras secundaria y
terciaria por uniones entre los radicales de los
aminoácidos que forman la misma (figura 3-3).
91
Figura 3-3. Estructura terciaria de la Hemoglobina. La
figura muestra una cadena de globina con su respectivo
hemo.
Los plegamientos hacen que dentro de la forma
esferoide que adopta la molécula se cree una
cavidad donde se alojará el hemo, denominada
“bolsillo”, limitada por las hélices B, G, H en el
fondo, por la E y F en sus paredes y con una
apertura próxima a la superficie tapada en parte
por la hélice C y D.
Esta cavidad está esencialmente tapizada por
residuos cuyas cadenas laterales, fuertemente
hidrófobas, evitan la presencia de agua y por
tanto la oxidación del átomo de hierro,
permitiendo el transporte reversible del O
2.
Existen además numerosos puentes de
hidrógeno y fuerzas de Van der Waals que
mantienen la cohesión externa de la estructura
terciaria.
d) Estructura cuaternaria
La estructura cuaternaria está referida a la forma
como se articulan las cuatro subunidades de
globina, la cual se realiza por uniones débiles
como son los enlaces iónicos y fuerzas no
covalentes tipo Van der Waals y no por fuertes
enlaces covalentes (figura 3-4).
Figura 3-4. Diagrama del tetrámero de Hb ilustrando
los diferentes puntos de contacto αβαβαβαβαβ.
La combinación de las cadenas α y β ó α y γ
para formar el tetrámero de forma elipsoide α
2
β
2
y α
2
γ
2
 es esencial para que la Hb realice las
funciones que le son propias: curva sigmoidea
de disociación de la oxihemoglobina,
interacción hemo-hemo y efecto Bohr.
Las diferencias físicas y químicas que se
producen entre la forma oxi y desoxi se
manifiestan por cambios en la estructura
cuaternaria de la molécula.
En un tetrámero de Hb del adulto (Hb A
0
) se
aprecia que cada cadena contacta con las dos
cadenas β a lo largo de dos diferentes superficies
(figura 3-4) de aquí que si las subunidades son
designadas α
1
, α
2
, β
1
 y β
2
, pueden definirse
dos interfases entre distintas subunidades: α
1
β
1
y α
1
β
2 
 que son estructuralmente idénticas a las
α
2
β
2
 y α
2
β
1
, respectivamente.
La inter fase α
1
β
1
 y α
2
β
2 
 permanecen
relativamente fijas durante la oxigenación. La
unión entre estos dímeros es muy estrecha
debido a los 40 contactos entre residuos que
en esta interfase se producen, incluyendo 9
puentes de hidrógeno, por lo que no hay
diferencias entre la forma oxi y
desoxihemoglobina, permitiéndose
movimientos de tan sólo 1 Å.
El contacto en la interfase α
1
β
2
 y α
2
β
1
, al
contrario del previamente señalado, permite un
desplazamiento y rotación considerable durante
la oxigenación y desoxigenación del tetrámero
de hasta 7 Å . Debido a que el contacto del tipo
α
1
β
2
 y α
2
β
1
 está cerca del hemo, cualquier
movimiento de la histidina proximal en la
oxigenación y desoxigenación podría esperarse
que tenga un efecto en esta inter fase y
viceversa. En realidad la disposición de los dos
dímeros a lo largo de este contacto α
1
β
2
 es una
característica fundamental de la interacción
hemo-hemo. Solamente 19 residuos están
comprometidos en el contacto α
1
β
2
, 10 en la
cadena α y 9 en la cadena β.
Las fuerzas involucradas son principalmente