ESTUDOS DE HEMOGLOBI NAS E M P EI XES DA AMAZÔNI A : UMA REVI S ÃO ( *)
Au s t e n Ri p g s ( **)
NOTA DO TRADUTOR
RESUMO
NeAt e aAt lgc, o aut oh. í]Ciz um a leviòão com plet a da òLtuacao, at é aquela ano, dos tòtudots de hem oglobinas do. pe.íxeò. kpcòoA da m uÃXeA t iabat koh não t o.Ko.rn t ido citados, oò pft incÁ.paiò eiiudoi já
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fLO.a-tA.zad o i> com he.m ogZcbi.nao o òangue do pei.xo.6 f)Ofi.am nclomb.ia-doò duAant e com panacõeò com oò còtub.ia-doò n.eaJL,ízado6 ne66a et apa da expo-díçao do
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R / f MphaHet ix, qao. abh.ange..u um est udo am pZo òobKe Z66e aòòunto. 0 aut ot (^ az um a. com piía.cao
doò tteuZtadoò a MApeÁt o do 06t Aut uAa [ioqüencia pAim aAia, com ponente.6 m úZtiptoò, ê&ÍU
bílídado, ant igo.ni.cidade, et c.) o
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Canção {efeito EohA, eieÁJio Root, o^ eÃt o do §á&$fl$M onga.ni.cot , e t c ) . Vaka t ant o, òão utiZÁzadoò dado6 da m aionia do6 t Aabct lhoò .t ealiza-doò duAant e e66a expedição o t t abalhoò ant .ch.Á.Gh,cò, Aeat t z aa-doò com eòpécieò do poÁxeò da legião t em peAada. Finalm ente, oJZe apKoòont a um a vaZÁ.osa com paxação evitsie oòpocies de. peixe.6 do Ke6pih.ação aeAea o eòpeci-OÁ do h.eòpixação aquática, m oòt Aando a.lgum aò
cont AovÓMiai entsie 06 di6tesicnt.e6 aut oAOÂ que eòt udoxam e66eò anÁm aiò. 0 leit ci podoAÕ
t ncont KaA o cont eúdo do oJit igo o. pAincipaiò concZuAÕe.t ,,
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Ke.t>um i.dam evite , no capit ulo CON-CLUSÃO.I . I NTRODUÇÃO
Os p e i x e s d e s e n v o l v e r a m mu i t a s e s t r a t é g i a s d e a d a p t a ç ã o q u e l h e s p e r mi t e m h a b i t a r c om s u c e s s o d i v e r s o s me i o s . A ma i o r i a d o s a n i ma i s t e r r e s t r e s t e m e s s e n c i a l me n t e u m s u -p r i me n t o c o n s t a n t e d e o x i g ê n i o , -p o r é m mu i t o s -p e i x e s d e á g u a d o c e d e v e m e n f r e n t a r a m-p l a s
Ob s . : Qu a n d o o a u t o r d i z " n o p r e s e n t e v o l u me " e n t e n d a - s e o s u p l e me n t o d a r e v i s t a Ac t a Ama z ô n i c a , n ? k ( a n o VI l l ) p u b l i c a d o e m d e z e mb r o d e 1 9 7 8 .
( *) Tr a d u ç ã o d o o r i g i n a l a p r e s e n t a d o n o Co r a p a r a t i v e Bi o c h e mi s t r y a n d P h y s i o l o g y , 6 2 A ( 1 ) : 2 5 7 - 2 7 2 . ( 1 9 7 9 )
( **) De p a r t me n t o f Zo o l o g y - Un i v e r s i t y o f Te x a s - Au s t i n , Te x a s 7 8 7 1 2 . ( ***) Tr a d u ç ã o d e Ve r a Ma r i a F o n s e c a d e Al me i d a - Va l e Ad a l b e r t o Lu í s Va i .
Di v i s ã o d e Bi o l o g i a e Ev o l u ç ã o d e P e i x e s - De p a r t a me n t o d e Bi o l o g i a Aq u á t i c a e Li mn o l o g i a - I n s t i t u t o Na c i o n a l d e P e s q u i s a s d a Ama z ô n i a - Ma n a u s - AM.
ACTA AMAZÔNI CA l i »( 3-1
• v a r i a ç õ e s n o s u p r i me n t o d e o x i g ê n i o . Es t e f a t o t e m l e v a d o a o a p a r e c i me n t o d e mu i t a s e s t r a t é g i a s a d a p t a t i v a s . Es t a s a d a p t a ç õ e s , t a n t o a s a n a t ô mi c a s c o mo a s mo l e c u l a r e s , s l o e n c o n t r a d a s n u ma v a r i e d a d e p a r t i c u l a r me n t e e x p r e s s i v a n o s p e i x e s d e r i o s e l a g o s
t r o p i c a i s d a Amé r i c a d o S u l . As á g u a s a ma z ô n i c a s , q u e c o n s t i t u e m c e r c a
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de u m q u i n t o d o t o t a l d e á g u a d o s r i o s , e s t ã o s u j e i t a s á u ma g r a n d e v a r i a ç ã o s a z o n a l , Gr a n d e s p r o p o r ç õ e s d af l o r e s t a t r o p i c a l c h u v o s a s e t o r n a m s u b me r s a s q u a n d o a s á g u a s a t i n g e m s e u p o n t o má x i mo - , p e r t o d e Ma n a u s o n í v e l d e á g u a a u me n t a c e r c a d e 15 me t r o s n e s s e p e r í o d o . Qu a n d o a s á g u a s b a i x a m, o u s e j a , d u r a n t e a v a z a n t e , p e q u e n o s l a g o s s a o i s o l a d o s e , c o m f r e q ü ê n c i a , s e c a m c o mp l e t a me n t e . Es t a s mu d a n ç a s d r á s t i c a s n o a mb i e n t e e x i g e u ma ma i o r a d a p t a b í l i d a d e p o r p a r t e d o s p e i x e s . As á g u a s n ã o s o me n t e s e t o r n a m a l t a me n t e h i p õ x i c a s , c o mo mu i
-t o á c i d a s . Os " -t e -t r a s " ( o a u -t o r r e f e r e - s e à s e s p é c i e s d o g r u p o Te -t r a g o n o p -t e r y g i i d o r i o Ne g r o t o l e r a m b a i x o s p Hs , t a l c o mo 3, 1 ( Du n s o n e t a ! . , 1 9 7 7 ) . Al g u n s p e i x e s p o s -s u e m r e -s p i r a ç ã o a é r e a o b r i g a t ó r i a , o u t r o -s r e -s p i r a m a r -s o me n t e q u a n d o a p O^ a q u á t i c a d e c r e s c e e s e t o r n a ma i s b a i x a q u e o n í v e l c r í t i c o p a r a a e s p é c i e . Al g u ma s o u t r a s u t i -l i z a m, a i n d a , a p r i me i r a c a ma d a d e á g u a , -l - 2 mm d a s u p e r f í c i e , q u e é r i c a e m 0 ^ . P e i x e s s e m c a p a c i d a d e d e r e s p i r a ç ã o a é r e a o u s e m a c e s s o a e s s a c a ma d a r i c a e m o x i g ê n i o , d e v e m mo d i f i c a r s e u me t a b o l i s mo d e ma n e i r a a d i mi n u i r s u a s e x i g ê n c i a s d e o x i g ê n i o . Es s a s a d a p t a ç õ e s s a o d e p a r t i c u l a r i n t e r e s s e , u ma v e z q u e a u x i l i a m n o e n t e n d i me n t o d o s p r o b l e ma s q u e o s o r g a n i s mo s e n f r e n t a m, d u r a n t e a e v o l u ç ã o , n a c o l o n i z a ç ã o d o me i o t e r r e s t r e , 0 e s t u d o s o b r e s a n g u e e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s c o me ç o u c o m o t r a b a l h o d e Kr o g h & Le i t c h ( 1 9 1 9 ) n o q u a l o s a u t o r e s mo s t r a r a m q u e a s p r o p r i e d a d e s r e s p i r a t ó r i a s d o s a n g u e p o d e r i a m e s t a r r e l a c i o n a d a s c o m o o x i g ê n i o d o me i o . Um e s t u d o p i o n e i r o d a f i s i o l o g i a r e s p i r a t ó r i a d e p e i x e s d e á g u a d o c e t r o p i c a l f o i e f e t u a d o c o m a s c l á s s i c a s e x p e d i ç õ e s d e Ca r t e r & Be a d l e ( 1 9 3 1 ) a o c h a c o P a r a g u a i o e d e Wi l l me r ( 1 9 3 ^ ) a o s r i o s d a Gu i a n a
( n e s s a o c a s i ã o Gu i a n a I n g l e s a ) . Ca r t e r & Be a d l e ( 1 9 3 1 ) mo s t r a r a m e x i s t i r d i f e r e n t e s e s t r a t é g i a s d e r e s p i r a ç ã o a é r e a , a l e m d e d e mo n s t r a r q u e a s b e x i g a s n a t a t õ r i a s d e c e r t o s p e i x e s e r a m, d e f a t o , f u n c i o n a l me n t e a t i v a s n a r e s p i r a ç ã o a é r e a ; o u t r o s p e i x e s u t i l i z a -v a m u ma p o r ç ã o mo d i f i c a d a d o i n t e s t i n o , d a f a r i n g e o u d a c a -v i d a d e b u c a l . Ex p e r i me n t o s s o b r e e q u i l í b r i o d e o x i g e n a ç a o d e s a n g u e e r a m d i f í c e i s d e s e e f e t u a r s o b a s c o n d i ç õ e s p r i mi t i v a s e m q u e t r a b a l h a v a m. Wi l l me r ( 193M c o n s i d e r o u " p o r t á t i l " t o d o o a p a r a t o ma n o mé t r i c o d e v a n S l y k e , e c o m g r a n d e e s f o r ç o , ma n i p u l o u o p a r a o b t e r u m p e q u e n o n ú me -r o d e p o n t o s d a c u -r v a d e e q u i l í b -r i o d e o x i g e n a ç a o n u m ú n i c o d i a , n u m a mb i e n t e q u e n t e c o mo a s e l v a . Qu e c o n t r a s t e c o m o s d i a s d e h o j e , q u a n d o p o d e mo s o b t e r a u t o ma t i c a me n t e c u r v a s c o mp l e t a s e m mi n u t o s . J o h a n s e n e s e u s c o l a b o r a d o r e s d e d i c a r a m- s e a o e s t u d o da f i s i o l o g i a r e s p i r a t ó r i a d e p e i x e s d e r e s p i r a ç ã o a é r e a . Es t e s e s t u d o s f o r a m r e v i s t o s por J o h a n s e n ( . 1970) e J o h a n s e n & Le n f a n t ( 1 9 7 2 ) . A e x p e d i ç ã o c a n a d e n s e d o Al p h a He l i x de d e t e v e b a s t a n t e n e s s e s e s t u d o s . S e u s r e s u l t a d o s e s t ã o r e s u mi d o s n u ma s é r i e d e t r a b a l h o s
f a s c i n a n t e s n o v o l u me 5 6 , n ?
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k ( p a r t e 2) d o Ca n a d i a n J o u r n a l o f Zo o l o g y p u b l i c a d o era 1 9 7 8 . No s s o t r a b a l h o , r e u n i d o n o s 32 a r t i g o s , f o i e f e t u a d o n o s d o i s me s e s s e g u i n t e s â e x p e d i ç ã o c a n a d e n s e . As d u a s e x p e d i ç õ e s e s t u d a r a m, o c a s i o n a l me n t e , a s me s ma s e s p é c i e s d e p e i x e s . At u a l me n t e é e v i d e n t e a i mp o r t â n c i a d o s e s t u d o s d e h e mo g l o b i n a s p a r t i c u l a rme n t e , n a a d a p t a ç ã o d e p e i x e s , u ma v e z q u e a mo l é c u l a d e h e mo g l o b i n a e s t á s i t u a d a e n t r e o me t a b o l i s mo d o o r g a n i s mo e o me i o , s e n d o t ã o d i r e t a me n t e s e n s í v e l a o s r e q u i s i t o s me t a b ó l i c o s q u a n t o à s p r e s s õ e s a mb i e n t a i s .
A p r o p o s t a d e s s a r e v i s ã o é f o r n e c e r a l g u m c o n h e c i me n t o p r é v i o p a r a a c o mp r e e n s ã o dos a r t i g o s d e s t e v o l u me . Re s u mi r e i a d i s c u s s ã o a o s a s p e c t o s d a a t u a l s i t u a ç ã o d o s e s -t u d o s d e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s . Ap r e n d e u - s e mu i -t o n a ú l -t i ma d é c a d a s o b r e s u a s f u n ç õ e s . Ce r t a me n t e , a ma i o r i a d o s c o n h e c i me n t o s ma i s d e t a l h a d o s s o b r e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s
p o d e m s e r e n c o n t r a d o s a p a r t i r d e u ma r e v i s ã o a n t e r i o r ( Ri g g s
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19 7 0 ) . Re v i s õ e s ma i s r e c e n t e s s o b r e a s p e c t o s d a f i s i o l o g i a e d a b i o q u í mi c a d e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s i n c l u e ma q u e l a s d e Gr i g g ( 1 9 7 ^ ) , Br u n o r i ( 1 9 7 5 ) ( s o b r e h e mo g l o b i n a s d e t r u t a ) e Bo n a v e n t u r a e t a l . ( 1 9 7 5 ) , a s s i m c o mo a q u e l a s d e J o h a n s e n e c o l a b o r a d o r e s q u e j á f o r a m me n c i o n a d o s n o
t e x t o .
I I . ES TRUTURA
Se q ü ê n c i a P r i ma r i a
A e s t r u t u r a c o mp l e t a d a h e mo g l o b i n a d e u m t e l e o s t e o n ã o ê c o n h e c i d a a t é o p r e s e n t e mo me n t o . Ap e s a r d a s e q ü ê n c i a d e a mi n o ã c i d o s d a s c a d e i a s a e 3 d a h e mo g l o b i n a d e t u -ba r ã o t e r s i d o d e t e r mi n a d a ( Na s h e t a l . , 1 9 7 6 ; F i s h e r e t a l . , 1 9 7 7 ) e a e s t r u t u r a d a s c a d e i a s a d e h e mo g l o b i n a s d e d u a s e s p é c i e s d e p e i x e s s e r e m c o n h e c i d a s ( c a r p a : Hi l s e & Br a u n i t z e r , 19 6 8; " s u c k e r " : P o we r s & Ed mu n d s o n , 1 9 7 2 a , b ) , s o me n t e a s e q ü ê n c i a p a r c i a l da c a d e i a 3 d a h e mo g l o b i n a I V d e t r u t a j a e d i s p o n í v e l ( Bo s s a e t a l . , 1 9 7 6 ) . Ai n d a , o s s e g me n t o s NH^ — t e r mi n a i s e o s r e s p e c t i v o s COOH — t e r mi n a i s d e c a d e i a s 3 d e he mogl ob_i _ na s d e d i f e r e n t e s t e l e o s t e o s s a o c o n h e c i d o s ( Ta b e l a 1) . 0 p r o v á v e l s i g n i f i c a d o d e s s a s s e q ü ê n c i a s s e r á d i s c u t i d o n a s e ç ã o I I I .
Co mp o n e n t e s mú l t i p l o s : o b s e r v a ç õ e s e e s p e c u l a ç õ e s
A b a s e p a r a o p o l i mo r f í s mo d e e n z i ma s , b e m e s t a b e l e c i d o e m p o p u l a ç õ e s n a t u r a i s , t e m s i d o o b j e t o d e mu i t a e s p e c u l a ç ã o e t e m r e s u l t a d o e m d i f e r e n t e s t e o r i a s ( v e j a p a r a d i f e r e n t e s p o n t o s d e v i s t a , p o r e x e mp l o , Ki mu r a 1 9 6 8 ; Cl a r k , 19 7 0 ; Ri c h mo n d , 19 7 0 ;
e f r e q ü e n t e e q u e a p o l i p l o i d i a é a mp l a me n t e d i s t r i b u í d a ( Oh n o ,
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19 7 0 ; S c h r õ d e r e d 1 9 7 3 ) -Al l e n d o r f ( 1 9 7 8 ) , o b s e r v a n d o q u e , a o me n o s c i n c o f a mf l i a s d e p e i x e s t ê m c a mi n h a d o p a r aa t e t r a p l o i d i z a ç ã o , e m a l g u n s p o n t o s r e c e n t e s d e s u a h i s t ó r i a e v o l u t i v a , i s o l a d a me n t e , a c r e d i t a q u e e x i s t a u ma f o r t e a s s o c i a ç ã o e n t r e a t e n d ê n c i a ã p e r d a d a e x p r e s s i o d a d u -p l i c a ç ã o g e n i c a e o a l t o g r a u d e -p o l i mo r f i s mo . El e a r g u me n t a q u e e s t e f a t o é ma i s c o m-p a t í v e l c o m o mo d e l o d e s u b s t i t u i ç ã o n e u t r a m-p a r a mu d a n ç a s n a s m-p r o t e í n a s d o q u e c o m u m mo d e l o q u e e n v o l v a s e l e ç ã o . F y h n S S u l l i v a n ( 1 9 7 * 0 f i z e r a m u ma o b s e r v a ç ã o i n t e r e s s a n t e n a q u a l o p o l i mo r f i s mo p a r e c i a e s t a r mu i t o ma i s d i s t r i b u í d o e m h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s p r o v e n i e n t e s d e Be a u f o r t , NC, d o q u e n a q u e l e s p r o v e n i e n t e s d a c o s t a d o P a c í f i c o , e t e n -t a r a m c o r r e l a c i o n a r e s -t e f a -t o c o m a n ã o u n i f o r mi d a d e d o me i o e m Be a u f o r -t . 0 a l -t o g r a u d e p o l i mo r f i s mo e n c o n t r a d o n o s p e i x e s d a Ama z ô n i a p o r F y h n e t a ! .( 19 79 ) d e v e r i a s e r , t a l v e z , r e l a c i o n a d o c o m a s mu d a n ç a s s a z o n a i s q u e o c o r r e m n a q u e l e a mb i e n t e .
A q u e s t ã o q u e s u r g e i me d i a t a me n t e é : o s d i f e r e n t e s c o mp o n e n t e s p r e s e n t e s n o s h e mo l i s a d o s d o s p e i x e s a ma z ô n i c o s t ê m p r o p r i e d a d e s s i g n i f i c a t i v a me n t e d i f e r e n t e s ? As o b s e r v a ç õ e s d e Bu n n & Ri g g s ( 1 9 7 9 ) s u g e r i r a m q u e u m n u me r o c o n s i d e r á v e l d e c o mp o n e n t e s , n e m t o d o s , t ê m c l a r a me n t e p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s b a s t a n t e d i f e r e n t e s . 0 l e v a n t a me n t o d o s p a d r õ e s p o r i s o e l e t r o f o c a l i z a ç a o , r e a l i z a d o p o r e s s e s a u t o r e s , c o m h e mo l i s a d o s d e 1 5 e s p é c i e s d e p e i x e s , mo s t r o u q u e s e i s d e l a s p o s s u e m p e l o me n o s d u a s h e mo g l o b i n a s , u ma d a s q u a i s s e t o r n a ma i s á c i d a s o b d e s o x i g e n a ç ã o e n q u a n t o q u e a o u t r a s e t o r n a me n o s á c i d a . As s i m, q u a s e a me t a d e d o s h e mo l i s a d o s e x a mi n a d o s p o s s u i h e mo g l o b i n a s c o m p r o p r i e d a d e s mu i t o d i f e r e n t e s : u m c o mp o n e n t e p o s s u i u m a u me n t o d e s u a a f i n i d a d e p e l o o x i g ê n i o , e n q u a n t o q u e o o u t r o t e m u ma a f i n i d a d e me n o r , c o n f o r me o a u me n t o d o p H. Tr ê s d o s h e mo -l i s a d o s c o m h e mo g -l o b i n a s f u n c i o n a -l me n t e d i f e r e n t e s f o r a m c r o ma t o g r a f a d o s . 0 e s t u d o d o s c o mp o n e n t e s i s o l a d o s mo s t r o u , c l a r a me n t e , q u e o s me s mo s p o s s u e m p r o p r i e d a d e s mu i t o d i f e
r e n t e s ( Ma r t i n e t a l . , 19 7 9 a ; Br u n o r i e t a l . , 19 79 ; Ga r l i c k e t a l . , í9 79 b ) .
Bo n a v e n t u r a e t a l . ( 19 75 ) e We b e r e t a J ( 19 76 b ) f o r n e c e r a m u ma c l a s s i f i c a ç ã o f u n c i o n a ! p a r a h e mo l i s a d o s d e p e i x e s c u j a d e s c r i ç ã o p o d e n o s s e r ú t i l . He mo l i s a d o s p e r t e n c e n t e s ã c l a s s e I c o n t ê m u m o u ma i s c o mp o n e n t e s h e mo g l o b í n i c o s , s e n d o t o d o s s e n s í v e i s ã mu d a n ç a d e p H, c o m p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s s e me l h a n t e s ma s n ã o n e c e s s a r i a me n t e i d ê n t i c a s . Os h e mo l i s a d o s d e c a r p a ( Cy p r i n u s c a r p i o ) , d o c i c l í d e o d o Ri o Gr a n d e ( Ci c h l a s o ma c y a n o g u t t a t u m) , d o c e l a c a n t o ( La t i me r i a c h a l u mn a e ) , d o " s p o t " ( Le i o s t o mu s x a n t h u r u s ) , d o l i n g u a d o ( P l e u r o n e c t e s p l a t e s s a ) , u m o u t r o t i p o d e l i n g u a d o , o " f i o u n d e r "
Re i c h l i n & Da v i s ( 1 9 7 9 ) e f e t u a r a m u m l e v a n t a me n t o d a a n t i g e n i c i d a d e d e h e mo g l o b j _ n a s d e mu i t o s p e i x e s a ma z ô n i c o s a t r ê s a n t i - s o r o s d e c o e l h o : p a r a h e mo g l o b i n a d e c a r p a e p a r a o s c o mp o n e n t e s I ( c a t ó d i c o ) e I V ( a n õ d i c o ) d e t r u t a . As d u a s ú l t i ma s h e mo g l o b i
-na s f o r a m e s t u d a d a s p o r Ta n - Wi l s o n e t a 1 .
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( 19 7 6) e mo s t r a r a m r e a t i v i d a d e a n t i g ê n i c a c r u z a d a , v i r t u a l me n t e n u l a . Co mo s e r á p o r me n o r i z a d o a d i a n t e , e l a s p o s s u e m p r o p r i e d a-de s f u n c i o n a i s mu i t o d i f e r e n t e s : a l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o p e l a h e mo g l o b i n a I e i n d e p e n d e n t e d e v a r i a ç ã o n o p H e n a t e mp e r a t u r a , e n q u a n t o q u e a l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o p e l o c o mp o -n e -n t e I V é d e p e -n d e -n t e d a v a r i a ç ã o d o p H e / o u t e mp e r a t u r a . S u r p r e e -n d e -n t e me -n t e , Re i c h l i -n & Da v i s d e s c o b r i r a m q u e h e mo g l o b i n a s d e mu i t o s p e i x e s a ma z ô n i c o s r e a g i r a m c o m o a n t i
-s or o d a h e mo g l o b i n a I d e c a r p a e t r u t a , ma -s n e m t o d o -s c o m o a n t i - -s o r o d e h e mo g l o b i n a I V d e t r u t a . Uma v e z q u e a a n t i g e n i c i d a d e r e f l e t e a s p r o p r i e d a d e s d e s u p e r f í c i e d a p r o t e í n a , a p r e s e n ç a d e u ma f o r t e r e a ç ã o c o m h e mo g l o b i n a I d e t r u t a s i g n i f i c a q u e b o a pa r t e d a s u p e r f í c i e d e v e s e r c o mu m ã h e mo g l o b i n a I d e t r u t a , ã h e mo g l o b i n a d e c a r p a e à s h e mo g l o b i n a s d e mu i t o s p e i x e s a ma z ô n i c o s . Ma i s i n t e r e s s a n t e f o i a d e s c o b e r t a d e u ma n í t i d a d i f e r e n ç a i mu n o l ó g i c a e n t r e o s b a g r e s d e r e s p i r a ç ã o a é r e a e o s d e r e s p i r a ç ã o a -q u ã t i c a : t o d a s a s h e mo g l o b i n a s d e b a g r e s d e r e s p i r a ç ã o a é r e a p r e c i p i t a m c o m a n t i - s o r o h e mo g l o b i n a I d e t r u t a , o q u e n ã o a c o n t e c e c o m n e n h u ma d a s h e mo g l o b i n a s d e b a g r e d e r e s p i r a ç ã o a q u á t i c a . Uma v e z q u e o s d e t e r mi n a n t e s a n t i g ê n i c o s d o a n t i - s o r o d e c a r p a e s _ t ã o n o s c o mp o n e n t e s a n ó d i c o s e a q u e l e s p a r a o s o r o h e mo g l o b i n a I d e t r u t a n o s c o mp o n e n -t e s c a -t ó d i c o s , Re i c h l i n & Da v i s s u g e r e m q u e a s c a d e i a s p o l i p e p -t í d i c a s d o s c o mp o n e n -t e s c a t ó d í c o s e a n ó d i c o s n ã o s e u n e m a o a c a s o . Es s e s e s t u d o s f o r ma m u m q u a d r o d e r e l a ç õ e s i n t r i n c a d a s , d a s q u a i s a v e r d a d e i r a n a t u r e z a s e r á d e t e r mi n a d a s o me n t e q u a n d o a s s e q ü e n c i a s d e a mi n o ã c i d o s p a r a a s c a d e i a s p o l i p e p t í d i c a s d e u m n ú me r o mí n i mo d e h e mo g l o b i n a s f or e m c o n h e c i d a s ; e s t a é u ma á r d u a t a r e f a , me s mo c o m a a t u a l me t o d o l o g i a d i s p o n í v e l .
Ce r t a me n t e , ê a c e i t á v e l s u p o r q u e c o mp o n e n t e s c o m p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s mu i t o d i f e r e n t e s p o s s a m s e r v i r a n e c e s s i d a d e s f i s i o l õ g i c a s d i f e r e n t e s , ma s a i d e n t i f i c a ç ã o d a s u p o s t a a d a p t a ç ã o f i s i o l ó g i c a t e m s i d o p o u c o e l u c i d a t i v a , Nã o e x i s t e c o r r e l a ç ã o e v i d e n t e c o mo b a b i t a t , c o mp o r t a me n t o o u p r e s e n ç a d a r e t e n a c o r õ i d e o u n a b e x i g a n a t a t õ r i a ; a i n d a , a s p r o p r i e d a d e s s ã o t ã o d i f e r e n t e s q u e p a r e c e s e r p o s s í v e l q u e o s d o i s t i p o s d e c o mp o n e n _ t e s r e p r e s e n t e m u ma a d a p t a ç ã o e s p e c í f i c a . , Uma d a s p o s s i b i l i d a d e s é u m me i o d e p r o t e ç ã o c o n t r a o s e f e i t o s d a h i p e r a t i v i d a d e ( v e j a Bl a c k , 19 5 8 ; P o we r s , 1 9 7 2 e r e v i s ã o p o r Ri g g s ,
3
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d a c a r p a v a r i a s a z o n a I me n t e ( v a n Vu r e n & F o u r i e , í 9 76 ); t a l v a r i a ç ã o é d ezyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
d i f í c i l e x p l j ^ c a ç ã o s e a s f u n ç õ e s d a s h e mo g l o b i n a s f o r e m r e a l me n t e i d ê n t i c a s . Co mo c o l o c a mo s a n t e r i o r me n t e( Ri g g s , 1 9 7 6 ) , é e s p e r a d o q u e d u a s h e mo g l o b i n a s c o m d i f e r e n t e s p o n t o s i s o e l é t r í c o s p o s s a m t e r d i f e r e n ç a s e m s e u e q u i l í b r i o d e o x i g e n a ç a o d e n t r o d a s c é l u l a s me s mo s e s u a s p r o p r i e d a d e s i n v i t r o f o r e m i d ê n t i c a s , p o i s , o e q u i l í b r i o d e Do n n a n r e s u l t a r á , p r e f e r e n c i -a l me n t e , n u m p H i n t r -a c e l u l -a r d i f e r e n t e . Mu d -a n ç -a s n -a s p r o p o r ç õ e s d e c o mp o n e n t e s h e mo g l o b í n i c o s o c o r r e m d u r a n t e o c r e s c i me n t o d o s a l mã o ( Gi l e s & Va n s t o n e , 19 7 6 ) , n o q u a l ma i s d e 2 5 b a n d a s e1 e t r o f o r é t i c a s p o d e m s e r e n c o n t r a d a s ( Ts u y u k i & Ro n a l d , 1 9 7 1 ; Wi l k i n s ,
19 6 8 , 19 72 a , b ) . Da me s ma ma n e i r a , mu d a n ç a s n a s p r o p o r ç õ e s d o s c o mp o n e n t e s d e h e mo -g l o b i n a s d a e n -g u i a o c o r r e m d u r a n t e o d e s e n v o l v i me n t o ( Ri z o t t i e t a l . , 1 9 7 7 ) . 0 -g r a n d e n u me r o d e b a n d a s d e h e mo g l o b i n a s d e mu i t o s p e i x e s é d e v i d o , e m p a r t e , a o f a t o d i s s o c i a -ç ã o t e t r ã me r o - d í me r o s e r t ã o p e q u e n a e m h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s q u e t e t r â me r o s h í b r i d o s d a f o r ma a ' c t " 8 ' B" , ma n t ê m s u a i d e n t i f i c a ç ã o d u r a n t e a e l e t r o f o r e s e ( Wi l k i n s , 1 9 7 0 Gi l l e n & Ri g g s , 19 7 3 a ) . Es t a s i t u a ç ã o f o i e s t u d a d a e m d e t a l h e , r e c e n t e me n t e , p a r a h e mo g l o b i n a s d o " k i l l i f i s h " p o r Mi e d & P o we r s ( 19 7 8 ) .
A i mp o r t â n c i a d a s o l u b i l i d a d e
Al g u ma s h e mo g l o b i n a s e m h e mo l i s a d o s p a r e c e m n ã o d i f e r i r u ma s d a s o u t r a s s i g n i f i -c a t i v a me n t e . A prior] , n e n h u ma r a z ã o e x i s t e , é claro, para q u e procuremos por u ma ú n i c a e x p l i c a ç ã o p a r a e s s a mu l t i p l i c i d a d e . 0 q u e p o d e c o n s t i t u i r u ma d i f e r e n ç a " s i g n i -f i c a t i v a " me r e c e u m e s t u d o c u i d a d o s o . De v e r í a mo s l e mb r a r q u e c o r r e d o r e s d e ma r a t o n a , n o s q u a i s a ú n i c a d i f e r e n ç a é u m o i t a v o d e p o l e g a d a n o c o mp r i me n t o d e s e u p a s s o , p o d e m e s t a r s e p a r a d o s p o r ma í s d e 2 0 0 p é s n o f i n a l d a c o r r i d a ( F i x x , 1 9 7 7 ) - A p r e s e n ç a d e c o mp o n e n t e s mú l t i p l o s n u ma mi s t u r a p o s s u i a l g u ma s c o n s e q ü ê n c i a s , q u e p o d e m s e r i mp o r
t a n t e s n a ma n u t e n ç ã o d a mu l t i p l i c i d a d e . Al g u n s d e s s e s f a t o r e s s ã o e s s e n c i a l me n t e p r ó p r i o s d a h e mo g l o b i n a e , p r e s u mi v e l me n t e , n ã o a p l i c á v e i s a o p r o b l e ma p a r a l e l o d a mu l t i p l i c i d a d e d e i s o z i ma s . P o r é m, p a r a p r o c u r a r mo s " p e l a ú n i c a e x p l i c a ç ã o " , d e v e mo s p e s q u i s a r i n c a n s a v e l me n t e . A h e mo g l o b i n a e x i s t e n a c é l u l a v e r me l h a , n o l i mi t e d e s u a s o -l u b i -l i d a d e c o mo j á d i s c u t i d o ( Ri g g s , 1 9 7 6 ) , d e ma n e i r a q u e q u a -l q u e r mu t a ç ã o q u e r e s u -l t e n u m d e c r é s c i mo s i g n i f i c a t i v o d e s t a s o l u b i ? i d a d e s e r á d e s v a n t a j o s a . Al é m d i s s o , e s t e
l i mi t e ê a t i n g i d o ma i s p r o x i ma me n t e p e l a f o r ma " n ã o l i g a d a " . To d a s a s d e s o x i h e mo g 1 o b i -nas que f oram est udadas s ã o me n o s s o l ú v e i s q u e a s r e s p e c t i v a s o x i h e mo g l o b i n a s , a s s i m, a
s o l u b i l i d a d e d a n ã o l i g a d a n o s é d e f u n d a me n t a l i n t e r e s s e .
De s o x i h e mo q l o b i n a s d e ma mí f e r o s n ã o s o me n t e p o s s u e m b a i x í s s i ma s c o n s t a n t e s d e - 1 2
d i s s o c i a ç ã o t e t r i me r o - d í me r o . (K % 10 M) t i p i c a me n t e s o me n t e u m mi l i o n e s i mo d a f or ma l i g a d a ( Th o ma s & Ed e l s t e i n , 1 9 7 2 , 1 9 7 3 ; I P e t a l . , 1 9 7 6 ; At h a & Ri g g s , 1 9 7 6 ) , ma s t a mb é m t ê m u ma c e r t a t e n d ê n c i a a a g r e g a r e m- s e r e v e r s i v e l me n t e c o m o u t r o s t e t r i me r o s . 0 me l h o r e x e mp l o e s t u d a d o é a c é l u l a h u ma n a c o m d e s o x i h e mo g l o b i n a s i c l ê mi c a ( Hb - S ) q u e f o r ma a g r e g a d o s f i b r o s o s t ã o g r a n d e s q u e a s c é l u l a s v e r me l h a s mu d a m d r a s t i c a me n t e s ua f o r ma , c o m u ma c o n s e q ü ê n c i a p a t o l ó g i c a . Es t e c o mp o r t a me n t o d a Hb S p a r e c e s e r u ma f o r
ma g r o t e s c a e e x a g e r a d a d a p r o p r i e d a d e r e g u l a r me n t e p r e s e n t e n o c o mp o r t a me n t o d e mu i t a s h e mo g l o b i n a s . As s i m, F i n c h
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e t a l. ( 1 9 7 3 ) o b s e r v a r a m f i b r a s e m p r e p a r a ç ã o d e d e s o h i h e i r o g l o b i n a A h u ma n a " n o r ma l " , s e me l h a n t e s à q u e l a s d a Hb - S , p o r é m, o n ú me r o d e f i b r a s e n c o n t r a d o f oi mu i t o me n o r . Ob s e r v o u - s e q u e h e mo g l o b i n a s d e d i v e r s o s a n f í b i o s e i i m t i po de g a l i n h a s e a g r e g a m s o b d e s o x i g e n a ç ã o e m, p e l o me n o s , o c t â me r o s ( El l i e t a l . , 1 9 7 0 ;Ar a ki et a l . , 1 9 7* 1; Mo r r o w e t a l . ,zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
197* +).
Al é m d o ma i s , me d i d a s r e c e n t e s d e h e mo g l o b i -na s d e c a r p a ( D. H. At h a & A. Ri g g s , r e s u l t a d o s n ã o p u b l i c a d o s ) i n d i c a m q u e e s t a h e mo g l obi na s e a g r e g a e m o c t â me r o s q u a n d o d e s o x i g e n a d a s a b a i x o p H. P o d e r i a m e s t a r a s me s ma s i n t e r f a c e s i n t e r mo l e c u1 a r e s e n v o l v i d a s n a a g r e g a ç ã o d e s s a s d i f e r e n t e s h e mo g l o b i n a s ? Na o p a r e c e p r o v á v e l q u e s e j a v a n t a j o s o p a r a u m o r g a n i s mo p o s s u i r h e mo g l o b i n a s q u e s e c r i s t a l i z e m o u s e p r e c i p i t e m d e n t r o d a c é l u l a v e r me l h a . Cr i s t a l i z a ç ã o i n t r a mo l e c u l a r t o r n a r i a a c é l u l a v e r me l h a p r o n t a me n t e d e f o r mã v e l . Uma v e z q u e c é l u l a s v e r me l h a s s ã o a p r o x i ma -d a me n t e -d o me s mo t a ma n h o -d o s c a p i l a r e s a t r a v é s -d o s q u a i s e l a s s e mo v e m, q u a l q u e r aur nen_ t o e m r i g i d e z s e r i a d e s v a n t a j o s o . As s i m, p a r e c e q u e a s e l e ç ã o e v o l u t i v a e x i s t i r i a e m f a vor d a s h e mo g l o b i n a s t e t r a mê r i c a s c o m s u p e r f í c i e s n ã o c o mp l e me n t a r e s . S e l e ç ã o a f a -vor de c o mp o n e n t e s mú l t i p l o s p o d e r i a s e r u m d o s p r o c e s s o s . A p r e s e n ç a d e c o mp o n e n t e s mú l t i p l o s p o d e a u me n t a r c o m s u c e s s o a s o l u b i l i d a d e t o t a l . P e r u t z e t a 1 . ( 1 9 5 9 ) s u g e r i u que a p r e s e n ç a d e d u a s h e mo g l o b i n a s n a s c é l u l a s v e r me l h a s d e c a v a l o p o d e r i a m e s t a r r e l a c i o n a d a s c o m a s e g u i n t e r e g r a : ma i s p r o t e í n a d e v e r i a e s t a r p r e s e n t e n a s o l u ç ã o s a t u r a -da d e u ma mi s t u r a d o q u e n u ma c o m u m c o mp o n e n t e i s o l a d o . Se u m c o mp o n e n t e h e mo g l o b í n i c o pos s ui r u ma f o r t e t e n d ê n c i a p a r a f o r ma r a g r e g a d o s i n t e r mo l e c u l a r e s e p r e c i p i t a r , a p r e s e n ç a d e d o i s o u ma i s c o mp o n e n t e s i r á i n t e r f e r i r i g u a l me n t e n o p r o c e s s o d o a u me n t o da s ol ubi 1 i d a d e . Es t a i d é i a é a p o i a d a p e l a d e s c o b e r t a d e q u e o c o mp o r t a me n t o d e g e l i f i c a ç ã o a l t e r a d o d e mi s t u r a s d e h e mo g l o b i n a s S - h e mo g l o b i n a " X" s e j a d e v i d o ã f o r ma ç ã o d e t e t r â me r o s h í b r i d o s d e d í me r o s d e s i g u a i s ; a l g u n s h í b r i d o s i n c o r p o r a m e m g e l t ã o
f a c i l me n t e q u a n t o a h e mo g l o b i n a S , e n q u a n t o q u e o u t r o s o f a z e m, p o r é m, n ã o t ã o p r o n t a -me n t e ( Bo o k c h i n & Na g e l , 1 9 7 3 ; Mo f f a t , 19 7* 0 . Ex p e r i me n t o s r e c e n t e s d e Be n e s c h e t a l
(I976, 1977)
f o r n e c e m u ma n o t á v e l d e mo n s t r a ç ã o d o s e f e i t o s d a f o r ma ç ã o d e h í d r i d o s n a s ol ubi I i d a d e . El e s d e mo n s t r a r a m q u e a s o l u b i l i d a d e d a s c a d e i a s d e h e mo g l o b i n a s 6 p o-d e r i a s e r a u me n t a -d a p e l a s u b s t i t u i ç ã o -d e c e r t a s c a -d e i a s
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a mu t a n t e s n o l u g a r d a s c a d e i a sn o r ma i s . As s i m, a s o l u b i l i d a d e d a h e mo g l o b i n a d u p l a me n t e mu t a n t e
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c t2^ e a^ 82 S
, e r a 15
A S ~
v e z e s ma i s s o l ú v e l q u e a 3 . A p r e v e n ç ã o d a c r i s t a l i z a ç ã o p o d e s e r f e i t a d e d u a s ma -n e i r a s : t a -n t o p e l a p r e s e -n ç a d e c o mp o -n e -n t e s mú l t i p l o s l i g e i r a me -n t e d i f e r e -n t e s , q u a -n t o pe l a e v o l u ç ã o d e s u p e r f í c i e s n ã o c o mp l e me n t a r e s d e u m s i mp l e s t i p o d e t e t r â me r o a 2 ( 32 .
As b a r r e i r a s e v o l u t i v a s p a r a e s s e ú l t i mo me c a n i s mo s e r i a m ma i s s e v e r a s . Se e s s a s c o n s j _ d e r a ç õ e s r e a l me n t e s e a p l i c a m a h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s s ó s a b e r e mo s a p ó s a d e t e r mi -n a ç ã o e x p e r i me -n t a l d a s s o l u b i1i d a d e s d e c o mp o n e n t e s i n d i v i d u a i s o u d e mi s t u r a s .
c i t o c r o mo c . S e me l h a n t e me n t e , a s t a x a s d e g r a d a t i v a s p a r a p r o t e í n a s t e m s i d o c o r r e l a
-c i o n a d a s -c o m o e x -c e s s o d e a mi n o ã -c i d o s d a s u p e r f í -c i e e -c o m o t a ma n h o d a s u b u n i d a d e : a s
s u b u n i d a d e s ma i o r e s d e g r a d a m ma i s r a p i d a me n t e q u e a s me n o r e s ( Mo ma n y
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e t a l . ,zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
19 7 6 ) . Nã oe x i s t e e x p l i c a ç ã o s a t i s f a t ó r i a p a r a a c e t i l a ç ã o d o s g r u p o s a NH^ d a s c a d e i a s a d e h e mo
-g l o b i n a s d e p e i x e s . 0 f a t o d e 8 0 ¾ d a s p r o t e í n a s s o l ú v e i s d e c é l u l a s a s c í t í c a s , b e m
c o mo d e o u t r a s c é l u l a s s e me l h a n t e s , s e r e m N- a c e t i l a d a s ( Br o wn & Ro b e r t s , 1 9 7 6 ) t o r n a
i mp r o v á v e l q u e s o me n t e u ma ú n i c a e x p l i c a ç ã o p a r a h e mo g l o b i n a e s t e j a c o r r e t a . P o s s i v e l
-me n t e , c o mo Br o wn e Ro b e r t s s u g e r e m, a N- a c e t i l a ç ã o p o d e d i mi n u i r a t a x a d e " t u r n o v e r " .
S e a s s i m f o r , d e v e r í a mo s p r o c u r a r c o n h e c e r s e t a l a c e t i l a ç ã o p o d e r i a s e r v i r p a r a q u e a s
t a x a s d e " t u r n o v e r " d a s c a d e i a s a e (5 f o s s e m a p r o x i ma d a me n t e i g u a i s .
I I I . P ROP RI EDADES F UNCI ONAI S
As p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s t ê m s i d o a mp l a me n t e d e s c r j _
t a s u t i l i z a n d o - s e u ma o u ma i s mo d i f i c a ç õ e s d o mo d e l o a l o s t é r i c o d e u n i ã o c o m l i g a n t e s
f o r mu l a d o p o r Mo n o d e t a l . (19 6 5) • Ne s t e mo d e l o s u p Õe - s e q u e a h e mo g l o b i n a e s t e j a e m
d o i s e s t a d o 5 " R"
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(conf ormação-oxi ) o u " T " ( c o n f o r ma ç a o d e s o x i ) . Es t u d o s c r i s t a l o g r ã f i-c o s mo s t r a r a m, -c l a r a me n t e , a s p r i n -c i p a i s d i f e r e n ç a s e s t r u t u r a i s e n t r e a s -c o n f o r ma ç õ e s
o x i e d e s o x í d a s h e mo g l o b i n a s h u ma n a e d e c a v a l o ( v e j a r e v i s ã o p o r P e r u t z , 19 7 6 ) . A d e
t e r mi n a ç ã o d a s p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s d a s h e mo g l o b i n a s n e s t a s c o n f o r ma ç õ e s t ê m mo s t r a
-d o , c o n t u -d o , s e r e m mu i t o -d i f i c u l t o s a s e e n g a n o s a s . A -d e s c r i ç ã o -d a s p r o p r i e -d a -d e s f u n
c i o n a i s e m t e r mo s d e t eoria ajost érica f oi revist a por Ed e l s t e i n ( 1 9 7 5 ) , S b u l ma n et
a l . , ( l 9 7 5 ) e Ba l d wi n ( 19 7 6 ) . Gr a n d e e s f o r ç o t e m s i d o d i s p e n d i d o n a d e t e r mi n a ç ã o d a s
p r o p r i e d a d e s i n t r í n s e c a s d a s h e mo g l o b i n a s n e s t e s e s t a d o s . I n f e l i z me n t e , a a n á l i s e d a s
p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s d a h e mo g l o b i n a n e s t a s c o n f o r ma ç õ e s é e x t r e ma me n t e d i f í c i l , uma
v e z q u e a s p r o p r i e d a d e d e " R p u r a " s ã o , g e r a l me n t e , o b s e r v á v e i s a s a t u r a ç õ e s d e o x i g ê
-n i o a c i ma d e 9 9 1 , e a s p r o p r i e d a d e s d a f o r ma " T p u r a " abaixo de ] % d e sat uração ao oxigê
n i o . Me d i d a s p r e c i s a s n e s s a s a mp l i t u d e s s ã o e x p e r i me n t a l me n t e d i f í c e i s . Al é m d i s s o , a
a n á l i s e d a s s o l u ç õ e s d i l u í d a s d e h e mo g l o b i n a h u ma n a g e r a l me n t e u s a d a s , e n v o l v e u m o u
-t r o p r o b l e ma : a d i s s o c i a ç ã o d o -t e -t r ã me r o e m d í me r o ( Mi l l s e t a l . , 19 7 6 ) . Amb o s o s pr o
b l e ma s p a r e c e m s e r p o t e n c i a l me n t e e v i t ã v e i s a t r a v é s d o e s t u d o d e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s ,
As s i m, a l i g a ç ã o d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s a o o x i g ê n i o p a r e c e s e r d i s c u t í v e l , p e l o me
n o s a p r i me i r a v i s t a , e m t e r mo s d o e s t a d o " T " , d e b a i x a a f i n i d a d e e m u m p H b a i x o e o
e s t a d o " R " d e a l t a a f i n i d a d e e m a l t o p H. As h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s n ã o s e d i s s o c i a m si j j
n i f i c a t i v ã me n t e d e t e t r á me r o s p a r a d í me r o s , me s mo e m s o l u ç ã o t o t a l me n t e d i l u í d a
( Ed e l s t e i n e t a l . , 19 7 6 ) . Ne s t a s e c ç ã o t e n t a r e i e l a b o r a r u m e s b o ç o d e a l g u ma s d a s p r o p H
e d a d e s d e h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s t e l e õ s t e o s q u e t ê m s i d o me l h o r c a r a c t e r i z a d a s ; p r i n c i
-p a l me n t e a s d e c a r -p a e t r u t a , c o mo mo d e l o s , c o m a s q u a i s o u t r a s h e mo g l o b i n a s -p o d e m
s e r comparadas.
A
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
tzyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
\ üAsm da cun v a de equillb^ -io dazyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
uvilão a ligan t.eA e. hon t.em e.n te. dn pe.n de.n t. Q- do pH tn m cLUALa das hem ogtozyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
b.óia.í cie pe- cxe-i: a t/ m n òição "R " " T " .A h e mo g l o b i n a d e c a r p a t e m s u a a f i n i d a d e a o 02 r e d u z i d a e m c e r c a d e
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16 0 v e z e se n t r e o s p Hs 8, 0 e 5, 6 ( No b l e e t a l . , 1 9 7 0 ; Ta n e t a l . , 19 7 2 ; Gi U e n & Ri g g s, 19 7 2 ; T a n & No b l e , 19 7 3 ) - As s i m, a f i n i d a d e s t i o b a i x a s o c o r r e m e m p Hs b a i x o s , d e ma n e i r a q u e a h e mo g l o b i n a n ã o v o l t a a s e s a t u r a r t o t a l me n t e c o m o o x i g ê n i o q u a n d o e q u i l i b r a d a c o m a r ; e s t e f a t o é d e mo n i n a d o " Ef e i t o Ro o t " ( Ro o t , 1 9 3 1 ) . Nã o h ã d i f e r e n ç a q u a l i t a t i v a e n t r e o e f e i t o Ro o t e a d e p e n d ê n c i a n o r ma l d a l i g a ç ã o d a h e mo g l o b i n a c o m o 0 , a o p H, o e f e i t o Bo h r ; e e f e i t o Ro o t p o d e s e r c o n s i d e r a d o c o mo u m e f e i t o Bo h r a c e n t u a d o . As g r a n d e s mu d a n ç a s n a a f i n i d a d e d a h e mo g 1 o b i n a d e c a r p a a o o x i g ê n i o e m r e i a ç ã o a mu d a n ç a s d e p H, p o d e m s e r a t r i b u i d a s , e m s u a ma i o r i a , ã c o n s t a n t e d e d i s s o c i a ç ã o d o o x i g e n i o , K, q u e a u me n t a a -p r o x i ma d a me n t e 1 0 0 v e z e s q u a n d o o -p H é e l e v a d o d e 5 , 6 a 8 , 0 ( Ta n &am-p; No b l e , 19 7 3 ) . Em c o n t r a s ^
t e , a c o n s t a n t e d e c o mb i n a ç ã o a o CO, d i mi n u i s o me n t e 3 v e z e s c o m mu d a n ç a s d e p H da me s ma a mp l i t u d e . As s i m, o e f e i t o Ro o t f oi a t r i b u í d o ã c o n s t a n t e d e d i s s o c i a ç ã o d o 02. En t r e t a n t o , q u a n d o e m b a i x a c o n c e n t r a ç ã o d e h e mo g l o b i n a , t a n t o a c o n s t a n t e d e d i s
s o c i a ç a o q u a n t o a d e a s s o c i a ç ã o c o n t r i b u e m s i g n i f i c a t i v a me n t e p a r a o e f e i t o Ro o t ( Bo n a v e n t u r a e t a l . , 1 9 7 6 ) . Os e x p e r i me n t o s d o Al p h a He l i x q u e s e r ã o d i s c u t i d o s p o s t e r i o r -me n t e , e v i d e n c i a m q u e d i f e r e n t e s h e mo g l o b i n a s u t i l i z a m u m s é r i e d e c o mb i n a ç õ e s d e c ons _
t a nt e s c i n é t i c a s p a r a a t i n g i r o me s mo r e s u l t a d o . A c o mp a r a ç ã o K e
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í ' c o m e s s e p r o p ó s i -t o l e va à i d é i a d e q u e o 02 e o C 02 s ã o l i g a n t e s e q u i v a l e n t e s , e x c e t o n u m f a t o r qua nt _i _t a t i v o . P o r é m, i s s o p a r e c e n a o s e r v e r d a d e p a r a No b l e e s e u s c o l a b o r a d o r e s q u e mo s t r a r a m q u e o C 02 e o 02 t e m p r o p r i e d a d e s d e l i g a ç ã o l i g e i r a me n t e d i f e r e n t e s . P o r e x e mp l o ,
o v a l o r d o c o e f i c i e n t e d e Hi l l , n , e m p H 5 , 6 é c e r c a d e 1, 0 p a r a a l i g a ç ã o c o m o CO e 0 , 7 5 p a r a a l i g a ç ã o a o 02 ( Ta n e t a l . , 19 7 2 ) . Al é m d o ma i s , u m e f e i t o Bo h r á c i d o e s t á
p r e s e n t e n o e q u i l í b r i o d e l i g a ç ã o a o CO a b a i x o d e p H 5 , 6 , o q u e n ã o a p a r e c e n o e q u i 1 í b r i o c om 02 ( Ta n e t a l . , 19 7 2 ; Ta n & No b l e , 1 9 7 3 ) . As s i m, a a f i n i d a d e a o CO a u me n t a c o n f o r _
me o d e c r é s c i mo d o p H p a r a me n o s q u e 5 , 6 . A n ã o s e r p o r e s s e e f e i t o , a s p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s f o r a m d e s c r i t a s c o mo " i n v a r i á v e i s " a b a i x o d e p H 5, 6 e a c i ma d e p H 8 , 0 , e mbo_ r a o c o e f i c i e n t e d e Hi l l ( n) p a r a o e q u i l í b r i o c o m 02 p e r ma n e ç a e n t r e 1 , 3 e 1 ,
1
) e m p Hs a l t o s . Es s e s v a l o r e s p o d e r i a m s e r i n t e r p r e t a d o s e m t e r mo s d a p r e s e n ç a d e u ma p o p u l a ç l o r e s i d u a l d e mo l é c u l a s n o e s t a d o " T " o u u m s u b e s t a d o d o e s t a d o " R" . . Ta l i n t e r p r e t a _ ç a o , e n t r e t a n t o , mo s t r a u m r i s c o e m s e a t r i b u i r p r o p r i e d a d e s a o mo d e l o : o s p r o c e s s o s f í s i c os e n v o l v i d o s p o d e m t a mb é m s e r p r o n t a me n t e e s t a c i o n a d o s .
A p e r d a d e c o o p e r a t i v i d a d e d a h e mo g l o b i n a d e c a r p a e m p Hs b a i x o s a p r e s e n t a o u t r a
c a r a c t e r í s t i c a c o mu m d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s : a s c a d e i a s
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a e 3 d i f e r e m s i g n i f i c a t i -v a me n t e n a a f i n i d a d e a o s l i g a n t e s . Di f e r e n ç a s f u n c i o n a i s n a l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o e n t r ea s c a d e i a s a e 6 o c o r r e m n a h e mo g l o b i n a h u ma n a , p o r é m, e l a s s ã o mu i t o me n o r e s ( Gi b -s o n , 1 9 7 3 ) . A-s d i f e r e n ç a -s e n t r e a -s c a d e i a -s d e h e mo g l o b i n a -s d e p e i x e -s -s ã o r e -s p o n -s á v e i -s pe l o v a l o r 0, 7 5 d e n , n o e q u i l í b r i o d a l i g a ç ã o c o m o o x i g ê n i o e m p H b a i x o . Ta i s d i f e -r e nç a s s ã o t a mb é m ma n i f e s t a d a s n a -r e a ç ã o d e c o mb i n a ç ã o c o m o CO: d u a s f a s e s d i s t i n t a s e s t ã o p r e s e n t e s e m b a i x o s p Hs . Ta i s f a s e s s ã o t ã o d i f e r e n t e s ( ^ 10 v e z e s ) e m a l g u -ma s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s , q u e a u n i ã o a l i g a n t e s p a r e c e s e g u i r u -ma s e q ü ê n c i a e s c o l h i da ( P e n n e l l y e t a l . , 1 9 7 8 ; S a f f r a n & Gi b s o n , 19 7 8 ) .
Ta n e t a l . ( 19 73 ) d e mo n s t r a r a m a n a t u r e z a c o o p e r a t i v a d a c o mb i n a ç ã o d a h e mo g l o b J _
n a a o CO, a t r a v é s d a s r e a ç õ e s c i n é t í c a s d e " f l a s h p h o t o l y s i s " p a r c i a l e t o t a l . A f o t õ l i s e t o t a l e m p H n e u t r o é s e g u i d a p o r u ma t a x a d e r e c o mb i n a ç a o i n i c i a l me n o r q u e a q u e l a q u e é e n c o n t r a d a a p ó s a f o t ó l i s e p a r c i a l . Ap e n a s u ma p e q u e n a d i f e r e n ç a f oi e n c o n -t r a d a e m p H e l e v a d o e n e n h u ma f o i e n c o n -t r a d a e m b a i x o p H, d e a c o r d o c o m a c o n c l u s ã o d e
q u e a l i g a ç ã o a o l i g a n t e e m q u e s t ã o , e m e x t r e mo s d e
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pH, n ã o ê a c o mp a n h a d a p o r mu d a n-ç a s n a c o n f o r ma -ç ã o . Es t e s r e s u l t a d o s f o r a m c o n f i r ma d o s p o r P e n n e l l y e t a
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1. 0 9 7 5 ) a t r a v é s d a c o mp a r a ç ã o d a c o mb i n a ç ã o d o CO a p ó s f o t ó i i s e t o t a l e f o t ó l i s e p a r c i a l d e 10 ¾.He mo l i s a d o s d e c a r p a p o s s u e m t r ê s c o mp o n e n t e s q u e p a r e c e m s e r f u n c i o n a l me n t e i d ê n t i c o s , p o r é m, i s t o e s t á l o n g e d e s e r v e r d a d e p a r a o s h e mo l i s a d o s d e mu i t o s o u t r o s p e i x e s , c o mo j á d e s c r i t o . He mo g l o b i n a s d e t r u t a t ê m s i d o p a r t i c u l a r me n t e b e m e s t u d a -d a s ; s u a s p r o p r i e -d a -d e s f o r a m r e v i s t a s p o r Br u n o r i ( 19 7 5 ) . As l i g a ç õ e s d a h e mo g l o b i n a ( d e t r u t a a l i g a n t e s , c o mo j á me n c i o n a d o , s ã o c o mp l e t a me n t e i n d e p e n d e n t e s d e p H e d e f o s f a t o s o r g â n i c o s : n e n h u m e f e i t o Bo h r o u e f e i t o Ro o t e s t á p r e s e n t e . El a é a f e t a d a , e n t r e t a n t o , p o r f o s f a t o s i n o r g â n i c o s e c l o r e t o . A h e mo g l o b i n a I V, e n t r e t a n t o , é f or
t e me n t e d e p e n d e n t e d o p H e s u a s p r o p r i e d a d e s f u n c i o n a i s s a o g e r a l me n t e s e me l h a n t e s ã q u e I a s d e s c r i t a s p a r a a c a r p a . Al g u ma s d e s s a s d i f e r e n ç a s f u n c i o n a i s e n t r e o s c o mp o n e n t e s r e s u l t a m d a p r e s e n ç a d e - Ty r - Hi s e - T y r - P h e - n o COOH- t e r mi n a 1 d a s h e mo g l o b i n a s I V e I
d e t r u t a , r e s p e c t i v a me n t e . A h i s t i d i n a COOH- t e r mí n a 1 n a s c a d e i a s
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6 d a s h e mo g l o b i n a s d e ma mí f e r o s é r e s p o n s á v e l p o r a p r o x i ma d a me n t e me t a d e d a d e p e n d ê n c i a a o p H d a l i g a ç ã od a Hb c o m 02 ( v e j a r e v i s ã o p o r Ki l ma r t i n & Ro s s i Be r n a r d i , 1 9 7 3 ) . A p r e s e n ç a d e Ty r -P h e a c o p l a d a s c o m a a u s ê n c i a d e g r u p a me n t o s a- NH, 1 i v r e s na c a d e i a a ( r e s p o n s á v e l p o r 1/ 3 d o e f e i t o Bo h r ) e x p l i c a a i n d e p e n d ê n c i a d e p H n e s t a h e mo g l o b i n a . P o r é m, i s t o é s o me n t e p a r t e d a d i f e r e n ç a p a r a o s a u t o r e s T a n - Wi l s o n e t a l , ( 1 9 7 6 ) , c o mo me n c i o n a d o a n t e r í o r me n t e , q u e mo s t r a r a m q u e h e mo g l o b i n a s d e t r u t a p a r e c e m s e r i mu n o l o g i c a me n t e mu i t o d i s t a n t e s .
Emb o r a o e q u i l í b r i o d e l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o d a h e mo g l o b i n a I d e t r u t a p a r e ç a s e r i n d e p e n d e n t e d a t e mp e r a t u r a , Wy ma n e t a l . ( 1 9 7 7 ) mo s t r a r a m q u e e s t e e q u i l í b r i o r e s u l t a d e u m b a l a n ç o e x t r a o r d i n á r i o d e p r o c e s s o s e n d o e e x o t é r mi c o s . As s i m, o AH d a l i g a ç ã o ao o x i g ê n i o a p r o x i ma - s e d e 6 k c a l / mo l a n í v e i s b a i x o s d e o x i g e n a ç ã o e -1) , 3 k c a I / mo l a a l t o s n í v e i s . Re s u l t a d o s s e me l h a n t e s f o r a m o b t i d o s p o r Ca r e y & Gi b s o n 0 9 7 7 ) c o m he mo q l o b i n a s d e a t u m. El e s mo s t r a r a m q u e o r e s f r i a me n t o l e v a a u m a u me n t o n a s a t u r a ç ã o a o o x i g ê n i o a b a i x o s n í v e i s d e o x i g e n a ç ã o e u m d e c r é s c i mo n e s t a s a t u r a ç ã o a a l t o s n í v e i s . 0
a t u m ma n t é m s u a t e mp e r a t u r a a c i ma d a t e mp e r a t u r a a mb i e n t e p o r u m s i s t e ma c o n t r a c o r r e n t e d e t r o c a d e c a l o r , e o s a u t o r e s a f i r ma m q u e " d o p o n t o d e v i s t a d o t r a n s p o r t e d e g a -s e -s n u m -s i -s t e ma d e t r o c a d e c a l o r p o r c o n t r a - c o r r e n t e , t a l c o mp o r t a me n t o é i d e a l p o i -s , u ma v e z q u e o c o r r e u m e q u i l í b r i o d e t e mp e r a t u r a , a p 02 d o s a n g u e a r t e r i a l p o d e c a i r cer _
c a d e 6 0 ¾ d e s e u v a l o r i n i c i a l e n q u a n t o q u e o s a n g u e v e n o s o n a o mu d a " . As s i m, o s a u t o r e s e x p l i c a m s e u s r e s u l t a d o s c o m b a s e n o c o e f i c i e n t e L = ( [ R] / [ T] ) d o mo d e l o a l o s t é -r i c o , q u e a u me n t a a p ó s -r e s f -r i a me n t o .
p e d " e m p Hs e l e v a d o s n ã o v a r i a m s i g n i f i c a t i v a me n t e , a p e s a r d a e n e r g i a l i v r e t o t a l de o x i g e n a ç a o ( AG) t e r v a r i a d o mu i t o . As d i f e r e n ç a s n a a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o f o r a m, a s s i m, a t r i b u í d a s a f a t o r e s d e e n t r o p i a p o i s , . t a n t o a g e n t e s a l o s t é r i c o s c o mo e f e i t o Bo h r n a o s a o a t i v o s er n p H
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9 , 0 . A v a r i a ç ã o n a e n t a l p i a d a o x i g e n a ç a o d e s a n g u e p a r e c e s e r , e m s u a ma i o r p a r t e , r e s u l t a d o d a s r e a ç õ e s c o m f o s f a t o s o r g â n i c o s e d o p H. A e n t a l p i a d a s l i g a ç õ e s c o m f o s f a t o s p a r e c e s e r i n t e i r a me n t e r e s u l t a d o d e r e a ç ã o a s s o c i a d a d e p r o -t o n a ç ã o ( Ri g q s , I9 71) .Co n t r o l e d a l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o p o r f o s f a t o s
A l i g a ç ã o d a h e mo g l o b i n a a f o s f a t o s o r g â n i c o s i n t r a e r i t r o c i t ã r i o s d e s c o b e r t a i ni c i a l me n t e p o r Ch a n u t i n e c o l a b o r a d o r e s ( S u g i t a & Ch a n u t i n , 19 6 3 ; Ch a n u t i n & Cu r n i s h ,
196'* ; Lu d e wi q & Ch a n u t i n , 19 6 ' * ) , mo d u l a o e q u i l í b r i o d e o x i g ê n i o ( Be n e s c h & Be n e s c h , 1967; Ch a n u t i n & Cu r n i s h , 19 6 7 ) - 0 d e c r é s c i mo d a a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o d a h e mo g l o b i n a h u ma n a r e s u l t a d a l i g a ç ã o p r e f e r e n c i a l ã f o r ma n ã o l i g a d a ( d e s o x i - h e mo g l o b i n a ) ( Be n e s c h
e t a l . , 19 6 8 ) ; o s í t i o d e l i g a ç ã o e s t á e n t r e o s NH2- t e r mi n a i s d a s c a d e i a s
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6 ( Ar n o n e , 19 72) . Es t e s í t i o s e t o r n a me n o r a p ô s o x i g e n a ç a o , d e ma n e i r a q u e o f o s f a t o n ã o s e l i-ga t ã o p r o n t a me n t e . A l i g a ç ã o d e f o s f a t o s a o s g r u p o s NH2- t e r mi n a i s d a s p r o t e í n a s pa r e _
e e s e r u m f e n ô me n o g e r a l ( Ho l e t a l . , 19 7 8 ) . P r e s u mi v e l me n t e , o s í t i o d e l i g a ç ã o d o f o s f a t o e m h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s é s e me l h a n t e a o d a s h e mo g l o b i n a s d e ma mí f e r o s . 0 s í -t i o d e l i g a ç ã o n a h e mo g l o b i n a h u ma n a i n c l u i , a i n d a , a o NH0- t e r mi n a l , o s r e s í d u o s 682
l i s i l e 6 2 h i s t i d i l . Es t e s r e s í d u o s s a o a l i s i n a e o á c i d o q l u t â mi c o , r e s p e c t i v a me n ' t e , n a h e mo g l o b i n a I V d e t r u t a ( Bo s s a e t a l. , 19 7 6 ) . A t a b e l a I i n d i c a q u e 62 e 33
s ã o o á c i d o g l u t â mi c o e t r i p t o f a n o n a ma i o r i a d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s . AT P e GTP s ã o o s a q e n t e s mo d u l a d o r e s ma i s c o mu n s d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s . T a l v e z , o NH^+
d o q r u p o a d e n í l i c o d o AT P p o s s u a i n t e r a ç ã o c o m o g r u p o 3 2 g l u t a mi l c o n f o r me o s í t i o d a mo
l é c ul a d e a d e n i n a s e l o c a l i z e s o b r e o r e s í d u o t r i p t o f a n o ; j á s e s a b e q u e o t r i p t o f a n o l i vr e e ATP f o r ma m u m c o mp l e x o i d e n t i f i c á v e l ( Mo r l t a , 1 9 7 ' * ) . I n f e l i z me n t e , p o r e s t a i d é i a , o r e s í d u o t r i p t o f a n i l é , p r o v a v e l me n t e , o r i e n t a d o p a r a a s u p e r f í c i e . Se u ma i n t e r a ç ã o c o mo e s t a n ã o o c o r r e , p o d e s e r q u e o s d o i s r e s í d u o s n e g a t i v o s g l u t a mi l d i mi -n u a m a l i g a ç ã o d e f o s f a t o s t a mb é m c a r r e g a d o s -n e g a t i v a me -n t e . De q u a l q u e r ma -n e i r a , o f a
t o d a s c o n s t a n t e s d e l i g a ç ã o d o GTP e AT P n ã o s e r e m a s me s ma s p a r a mu i t a s h e mo g l o b i -na s d e p e i x e s , e s s e f a t o i n d i c a u m p a p e l e s p e c i a l p a r a a mo l é c u l a p u r í n i c a .
Ne n h u ma c a d e i a
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a d e h e mo g l o b i n a s d e t e l e õ s t e o s , j á e x a mi n a d a , p o s s u i u m g r u p o Ct - NHj l i v r e ; a ma i o r i a é N- a c e t i l a d a , a p e s a r d i s t o s õ t e r s i d o e v i d e n c i a d o p a r a t r ê st i pos d e p e i x e s ( t r u t a , Bo s s a e t a l . , 1 9 7 6 ; " s u c k e r " P o we r s & Ed mu n d s o n 19 72, a , b ; c a r p a , Hi l s e & Br a u n i t z e r , I 9 6 8 ) . F u n c i o n a l me n t e , i s t o s i g n i f i c a q u e s o me n t e d o i s g r u p o s a -NH2 p o r t e t r â me r o d e h e mo g l o b i n a d e p e i x e s ã o l i v r e s p a r a s e l i g a r e m a o C 02, d i f e r e n t e da h e mo g l o b i n a h u ma n a q u e p o s s u i q u a t r o . Es t e s r e s u l t a d o s , c o mo v e r e mo s , mo s t r a m u m d e c r é s c i mo n a s e n s i b i l i d a d e d a h e mo g l o b i n a a o C02 e u m a u me n t o n a s l i g a ç õ e s f u n c i o n a i s e n t r e o s e f e i t o s d o C02 e d o s f o s f a t o s o r g â n i c o s . I s t o o c o r r e r á p o r q u e o CO, p o d e r á ,
a g o r a , s e l i g a r s o me n t e a o NH^ - t e r mi n a l d a c a d e i a $ d a s h e mo g l o b i n a s d e p e i x e s , n u ma c o mp e t i ç ã o e x c l u s i v a e d i r e t a c o m a l i g a ç ã o d o s f o s f a t o s o r g â n i c o s . Es t a c o mp e t i ç ã o é p a r c i a l n a h e mo g l o b i n a h u ma n a , p o i s , a l i g a ç ã o a o CC^ o c o r r e n o NH^ t e r mi n a l d a s c a d e i a s a , o n d e o s f o s f a t o s o r g â n i c o s n ã o s e l i g a m ã d e s o x i h e mo g l o b i n a .
Ap e s a r d a d e s c o b e r t a i n i c i a l d e q u e o AT P p o s s u i a ç ã o n o c o n t r o l e d a a f i n i d a d e d a h e mo g l o b i n a d e p e i x e a o o x i g ê n i o ( Gi l l e n & Ri g g s , 1 9 7 1 ; Wo o d & J o h a n s e n , 1 9 7 2 ) , o GTP f o i e n c o n t r a d o e m p r e d o mi n â n c i a d e n t r e o s t r i f o s f a t o s p r e s e n t e s n o s e r i t r ó c i t o s d e
e n g u i a ( Ge o h e g a n & P o l u h o wi c h ,
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197zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
* 1) e n e s s e c a s o , a g i a ma i s e f e t i v a me n t e c o mo mo d u l a -d o r -d o q u e o AT P ( P e t e r s o n & P o l u h o wi c h , 1 9 7 6 ) . GTP t a mb é m f oi e n c o n t r a -d o c o mo a g e n t emo d u l a d o r ma i s e f e t i v o n o t e l e ó s t e o T i l a p i a ( Ly k k e b o e e t a l . , 1 9 7 5 ) e n o p e i x e d o u r a d o ( To r r a c a e t a l . , 1 9 7 7 ) . I s a a c k s e t a l . (19 78 a) e n c o n t r o u GTP e m ma i o r q u a n t i d a d e q u e ATP
e m e r i t r õ c i t o s d e q u a s e t o d o s o s p e i x e s a ma z õ n
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i c o s q u e e l e a n a l i s o u . Re c e n t e me n t e , f o i e nc on_ t r a d o i n o sit o l p e n t a f o s f a t o c o mo o p r i n c i p a l f o s t a t o e m e rit r õ c i t o s d o p e i x e d e r e s p i r a ç ã oa é r e a , Ar a p a i ma gi g a s , i n o s i t o l d i f o s f a t o n o pe i x e p u 1 mo n a d o Le p d o s i r e m, 2 , 3 d i f o s f o g 1 i c e r a t o e m a c a r i b o d ó , P t e r y g o p l i c h t h y s ( I s a a c k s e t a l . , 1 9 7 7 ; I s a a c k s e t a l . , 19 78 a , b ; Ba r t l e t t , 1 9 7 8 a , b ) . Ca d a u m e s t a v a p r e s e n t e e m c e r c a d e 0 , 5 mo l / mo l d e h e mo g l o b i n a . Ba r t -l e t t ( 19 7 6 , 19 78 a , b ) e Ko n o & Ha s h i mo t o ( 1 9 7 7 ) mo s t r a r a m u ma g r a n d e v a r i a ç ã o d e n t r e o s e r i t r ó c i t o s d e v á r i o s p e i x e s , n a p r o p o r ç ã o d e AT P e GTP .
Mu i t a s e v i d ê n c i a s t ê m d e mo n s t r a d o q u e h i p ó x i a é a c o mp a n h a d o p o r u m d e c r é s c i mo n o c o n t e ú d o d e AT P n o s e r i t r ó c i t o s d e p e i x e s : e n g u i a ( Wo o d & J o h a n s e n , 19 7 2 ) , l i n g u a d o
( Wo o d e t a l . , 1 9 7 5 ) e e m F u n d u l u s ( Gr e a n e y & P o we r s , 1 9 7 8 ) . 0 d e c r é s c i mo e s t á a s s o c i a ^ d o c o m u m a u me n t o n a a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o d a s c é l u l a s v e r me l h a s . Es t e f a t o c o n t r a s t a c o m o a u me n t o d e 2 , 3 d i f o s f o g l i c e r a t o e o d e c r é s c i mo n a a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o d a s c é l u
I a s v e r me l h a s d e ma mí f e r o s q u a n d o e m h i p ó x i a . We b e r e t a l , . ( 1 9 7 6 a ) n o t a r a m q u e GTP , e s p e c i a l me n t e , d i mi n u i e m e r i t r ó c i t o s d e e n g u i a d u r a n t e h i p ó x i a . 0 d e c r é s c i mo d e ATP e m e r i t r ó c i t o s d e F u n d u l u s , d u r a n t e h i p ó x i a , p a r e c e s e r r e s u l t a d o d i r e t o d a d i mi n u i ç ã o d a p r o d u ç ã o mi t o c o n d r i a l ( Gr e a n e y & P o we r s , 1 9 7 8 ) . Da me s ma ma n e i r a , a h i p ó x i a e m Hy p o s t o mu s e e m P t e r y g o p l i c h t h y s é a c o mp a n h a d o p e l a mu d a n ç a p a r a r e s p i r a ç ã o a é r e a , p o r u m d e c r é s c i mo n o GTP e p o r u m a u me n t o d a a f i n i d a d e d e s e u s a n g u e a o o x i g ê n i o ( We b e r e t a l . , 19 7 9 ) . Hy p o s t o mu s ma n t é m c o n s t a n t e o p H d o s a n g u e d u r a n t e h i p ó x i a p o r r e t e n ç ã o d e CC>2 ( Wo o d e t a l . , 1 9 7 9 a ) . Ta i s mu d a n ç a s n o GTP e a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o n ã o o c o r r e m e m S y mb r a n c h u s , p e i x e d e r e s p i r a ç ã o b i mo d a l , q u a n d o r e mo v i d a d a á g u a ; a s mu d a n ç a s c o r r e s -p o n d e m à q u e l a s q u e o c o r r e m e m o r g a n i s mo s d e r e s -p i r a ç ã o a é r e a o b r i g a t ó r i a : u m a u me n t o n o c o n t e ú d o d e f o s f a t o s o r g â n i c o s n o s e r i t r ó c i t o s e u m d e c r é s c i mo n a a f i n i d a d e a o o x i -g ê n i o ( J o h a n s e n e t a l . , 1 9 7 8 a ; We b e r e t a l . , 1 9 7 9 ) .
Es s e s e f e i t o s d e f o s f a t o s o r g â n i c o s n a l i g a ç ã o a o o x i g ê n i o r e s u l t a m d i r e t a me n t e
d a l i g a ç ã o p r e f e r e n c i a l i d e s o x i h e mo g l o b i n a .
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
t i mp o r t a n t e r e c o n h e c e r q u e q u a n d o d o i s f o s f a t o s o r g â n i c o s t ê m e f e i t o s q u a n t i t a t i v a me n t e d i f e r e n t e s n a l i g a ç ã o d a h e mo g l o b i n aq. i e " n e n h u ma p r e f e r e n c i a ma r c a n t e o c o r r e n a l i g a ç ã o d e u m f o s f a t o e m p a r t i c u l a r " . En -t r e -t a n -t o , s e o s f o s f a -t o s d i f e r e m e m s e u s e f e i -t o s , s u a s l i g a ç õ e s d e v e m d i f e r i r -t a mb é m. I s t o é u ma c o n s e q ü ê n c i a d a l i g a ç ã o f u n c i o n a l ( Wy ma n , 1 9 ^ 8 , 1 9 6 4 ) . Co n s i d e r e m o s e g u i n -t e e s q u e ma s i mp l i f i c a d o :
Kp
Hb H b 0 ,
Kp
Hb - P H b - P - 0 .
As c o n s t a n t e s d e s c r i t a s r e p r e s e n t a m a s c o n s t a n t e s d e l i g a ç ã o p a r a c a d a p r o c e s s o . Se o s f o s f a t o s d i mi n u e m a a f i n i d a d e n o o x i g ê n i o , i . e . , K0
1
<K
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
, . i , i s t o p o d e a c o n t e c e r e m r a z i o d e Kp > Kp ' u ma v e z q u e Ko Kp1= Kp Kn1
. As s i m, s e d o i s f o s f a t o s p o s s u e m e f e i t os d i f e r e n t e s , i . e . , o v a l o r d e Kç , ' é d i f e r e n t e d e Ko , a r a z ã o d e Kp p a r a Kp ' d e v e s e r d i f e r e n t e . Mu i t o s e s t u d o s , i n c l u i n d o a l g u n s d o s a u t o r e s , t e m u t i l i z a d o g r á f i c o s d o s v a l o r e s d e l o g
zyxwvutsrqponmlkjihgfedcbaZYXWVUTSRQPONMLKJIHGFEDCBA
P50 " v e r s u s " a r a z ã o f o s f a t o / h e mo g l o b i n a . E n t r e t a n t o , a e q u a ç ã o d e ma g ni t ude i n d i c a q u e a s q u a n t i d a d e s r e l e v a n t e s n ã o c o r r e s p o n d e m a o t o t a l d a r a z ã o P / Hb , ma s s i m à s c o n c e n t r a ç õ e s d e f o s f a t o s l i v r e s . Es t e s i r ã o d e c r e s c e r s e a t a x a P/ Hb f o r c o n s t a n t e e s e a [ Hb ] d i mi n u i r ; a s s i m, u m a u me n t o n a t u r a l d a a f i n i d a d e a o o x i q ê n i o o -c o r r e r á . 0 d e -c r é s -c i mo n a a f i n i d a d e a o o x i g ê n i o d e p e n d e d a f r a ç ã o d a h e mo g l o b i n a , a ,que s e l i ga a o f o s f a t o . P a r a a d e s o x i h e mo g l o b i n a , o v a l o r d e a s e r á d a d o p o r :
Kp f Pi
a =
1+ Kp [ P ]
I s t o mo s t r a q u e a d e p e n d e d i r e t a me n t e d a c o n c e n t r a ç ã o d e f o s f a t o s l i v r e s ( P ) . Se C e C. s ã o a s c o n s t a n t e s t o t a i s d e f o s f a t o s e h e mo q l o b i n a s , r e s p e c t i v a me n
-p h t e , e s t ã o :
