Caraterização molecular e funcional de variantes alfa de hemoglobina identificadas no Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra

Abstract

A hemoglobina é uma proteína tetramérica constituída por dois pares de cadeias globínicas e quatro grupos heme. A sua principal função é realizar o transporte de moléculas de oxigénio dos pulmões para os restantes tecidos do corpo humano. As hemoglobinopatias são caraterizadas pela presença de mutações nos genes globínicos. Estas mutações podem resultar na síntese de hemoglobinas com estrutura alterada (variantes de hemoglobina) ou na síntese reduzida de cadeias globínicas (talassémias). Na Unidade de Anemias Congénitas e Hematologia Molecular do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC), um centro de referência para as doenças do glóbulo vermelho, identificaram-se vários indivíduos com as seguintes variantes alfa de Hb já descritas, Hb J-Paris-I, Hb Hirosaki, Hb G-Pest, Hb Toulon, Hb Setif, Hb Groene Hart, Hb Plasencia e Hb J-Camaguey. Adicionalmente identificaram-se indivíduos com variantes alfa de Hb não descritas, caraterizadas pelas seguintes mutações 40(C5)(LysAsn)(AAGAAT (1) e 104(G11)(CysArg)(TGCCGC) (2). Estas duas mutações foram designadas no laboratório por Hb HUC e Hb Iberia, respetivamente. Pelo estudo das variantes descritas, in silico, foi possível verificar o efeito das mutações na estrutura e na função da hemoglobina. Este estudo inicial ajudou a prever o efeito das variantes não descritas identificadas no laboratório. As mutações que caraterizam a Hb HUC e a Hb Ibéria ocorrem no contato 12 e no contato 11, respetivamente. A nível funcional verificou-se que a Hb HUC é uma variante estável com uma ligeira alta afinidade para o oxigénio (na presença de 2,3- difosfoglicerato) e a Hb Iberia é uma variante estável.

Hemoglobin is a tetrameric protein composed of two pairs of globin chains and four heme groups. Its main function is to realize oxygen transport from lungs to other body tissues. Hemoglobinopathies are characterized by presence of mutations in the globin genes. These mutations can result in synthesis of hemoglobins with abnormal structure (variants of Hb) or in reduced synthesis of globin chains (thalassemias). In Unidade de Anemias Congénitas e Hematologia Molecular, Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra (CHUC), a reference center for red blood cell disorders, were identified some individuals with following described alpha variants of Hb, Hb J-Paris-I, Hb Hirosaki, Hb G-Pest, Hb Toulon, Hb Setif, Hb Groene Hart, Hb Plasencia and Hb JCamaguey. Additionally were identified individuals with not described variants of Hb, characterized by following mutations 40(C5)(LysAsn)(AAGAAT (1) and 104(G11)(CysArg)(TGCCGC) (2). These two mutations were designated in laboratory by Hb HUC and Hb Iberia, respectively. By study of the described variants, in silico, was verified the effect of mutations in the structure and function of hemoglobin. This initial study helped to predict the effect of the not described mutations identified in laboratory. The mutations that characterize Hb HUC and Hb Iberia occur in the contact 12 and in the contact 11, respectively. At functional level we verified that Hb HUC is a stable variant with slightly high affinity for oxygen (in presence of 2,3-diphosphoglycerate and Hb Iberia is a stable variant.