Báo cáo khoa học: Oxygen binding properties of non-mammalian nerve globins

Oxygen Binding Properties of Non-Mammalian Nerve Globins

Tác giả: Christian Hundahl, Angela Fago, Sylvia Dewilde, Luc Moens, Tom Hankeln, Thorsten Burmester, and Roy E. Weber

Lĩnh vực: Zoophysiology, Institute of Biological Sciences, University of Aarhus, Denmark; Department of Biomedical Sciences, University of Antwerp, Belgium; Institute of Molecular Genetics, Johannes Gutenberg University of Mainz, Germany; Institute of Zoology, Johannes Gutenberg University of Mainz, Germany

Nội dung tài liệu: Nghiên cứu này phân tích chi tiết đặc tính liên kết oxy của các hemoglobin thần kinh từ động vật không xương sống (giun nhiều tơ Aphrodite aculeata, giun nemertean Cerebratulus lacteus) và động vật có xương sống (cá ngựa vằn Danio rerio). Các khác biệt chức năng được liên hệ với sự phối trí của heme: heme là năm phối trí trong hemoglobin thần kinh của A. aculeata và C. lacteus, và là sáu phối trí trong hemoglobin thần kinh của S. solidissima và neuroglobin của D. rerio. Các hemoglobin năm phối trí thiếu hiệu ứng Bohr và có nhiệt dung oxy hóa lớn, trong khi các hemoglobin sáu phối trí thể hiện hiệu ứng Bohr ngược và nhiệt dung oxy hóa thấp hơn. Chỉ hemoglobin thần kinh S. solidissima thể hiện tính hợp lực rõ rệt trong liên kết oxy, cho thấy sự tự tập hợp liên kết với quá trình khử oxy hóa của các protein đơn phân. Kết quả này cho thấy sự đa dạng đáng kể trong các đặc tính liên kết oxy của hemoglobin thần kinh động vật có xương sống và không xương sống, phản ánh rõ ràng các vai trò sinh lý khác biệt.

Mục lục chi tiết:

• Keywords
• Correspondence
• Oxygen-binding globins occur in the nervous systems of both invertebrates and vertebrates.
• Invertebrate haemoglobins (Hbs) exhibit an astonishingly large variation in structure and functions.
• The histological sites where intracellular invertebrate Hbs are encountered vary accordingly.
• Nerve haemoglobins have been known for decades to occur in invertebrates.
• Until the recent discovery of neuroglobin (Ngb) in neurons of the brain, the peripheral nervous system and the retina, nerve Hbs were not known to occur in vertebrates.
• Although the role of invertebrate nerve Hbs in supplying O2 is clear, the available data on their O2 equilibrium properties are fragmentary.
• Results
• The nerve globins studied here exhibit markedly different O2 affinities.
• The globins showed either a reverse Bohr effect or no pH sensitivity of O2 affinity.
• The apparent heat of oxygenation for each globin was calculated from the slope of the van’t Hoff plot.
• Discussion
• Cooperative and noncooperative oxygen binding in nerve globins
• Absence of normal Bohr effect in nerve globins
• The variability of metazoan nerve haemoglobins
• Experimental procedures
• Globin extraction
• Oxygen equilibrium studies
• Acknowledgements
• References