II-9 Structure, biosynthèse et catabolisme des hémoglobines

Question 1

Structure de l’hémoglobine

Answer 1

• protéine appartenant à la famille des globines
• synthétisée par les érythroblastes de la moelle osseuse à partir du 4e mois de vie
• rôle principal : transport de l’oxygène
• rôle secondaire : élimination du CO2 et maintien du pH intra-érythrocytaire

2 formes
• R: relâchée : forte affinité pour le ligand ; oxyhémoglobine, liant O2
• T, contrainte : faible affinité → désoxyhémoglobine

La structure quaternaire se compose de 2 parties ;

• partie prosthétique : 4 molécules d’hème par hémoglobine
• partie protéique : globines formant des tétramères ↔ 4 chaînes polypeptidiques, identiques 2 à 2

Au delà de 2 ans, Hb est composée : d e
> 95% de HbA1 (α2 β2)
< 3,5 de HbA2 (α2 δ2)
< 2,5% d’HbF (α2 γ2)

Question 2

Structure de la globine

Answer 2

Structure primaire

• famille α : 141 résidus, arginine C-terminal
• famille β : 146 résidus, histidine C-terminal

Structures secondaires et tertiaire

• surface ester avec des chaînes latérales hydrophiles
• surface interne avec des résidus hydrophobes
• hélice α et feuillets plissés β

Question 3

Structure de l’hème

Answer 3

C’est un noyau tétrapyrrolique contenant

• une protoporphyrine IX
• un atome de fer ferreux Fe2+ = réduit, au centre

La liaison de l’hème et de la globine se réalise pardes forces hydrophobes entre

• les résidus vinyles du noyau porphyrine
• et certains résidus leucine de l’hème
• ainsi qu’un radical histidine offrant une liaison fer

Question 4

Biosynthèse de l’hème

Answer 4

PHASE MITOCHONDRIALE
δ ALA synthase : succinylCoA (acide succinique) + glycine → acide δ amino-lévullinique (ALA)

PHASE CYTOSOLIQUE
δ ALA déshydratase : acide δ amino-lévullinique (ALA) + vit B6 → porphobilinogène
→ Uroporphyrinogène III
↪ Uroporphyrine III
↪ Corproporphyrinogène décarboxylase : Coproporphyrinogène
↪ Corporphyrine III
+ vit B6 ↪ Protoporphyrinogène III

PHASE MITOCHONDRIALE
Protoporphyrinogène III → protoporphyrine
Ferrochélatase : protoporphyrine → hème
Hème → Hémoglobine
☞ rétrocontrôle négatif de l’hème et de l’ALA (acide δ aminolévulinique) sur l’ALA synthétase

L’hème synthétase permet l’incorporation du fer dans le noyau hématique. L’association de l’hème et des chaînes de globines (pour donner 1 monomère d’hémoglobine) se fait dans le réticulum endoplasmique.

Question 5

Catabolisme des globules rouges

Answer 5

• 120 jours
• en cas d’hémolyse intravasculaire, l’hémoglobine est phagocytée par les macrophages
• le catabolisme passe par la formation de bilirubine, qui sera un paramètre important dans le bilan de l’hémolyse

Hémoglobine 
     •  globine → acides aminés
     •  hème
→ fer
→ porphyrine
→ ouverture du noyau :  biliverdine
→ bilirubine 
\+ albumine → bilirubine non conjuguée 
\+ acide glucuronique dans le foie → bilirubine conjugué
→ bile
→ intestin
↪ bilirubine dans le sang → urines (urobiline)
↪ + bactéries : selles