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Acta Amazonica

Print version ISSN 0044-5967On-line version ISSN 1809-4392

Acta Amaz. vol.8 no.4 supl.1 Manaus Dec. 1978

https://doi.org/10.1590/1809-43921978084s205 

LEVANTAMENTO DAS PROPRIEDADES DE SANGUE E HEMOGLOBINAS DE PEIXES

Isolamento e caracterização dos componentes da hemoglobina de Mylossoma sp., um teleósteo da Amazônia *

Joseph P. Martin1 

Joseph Bonaventura2 

Maurizio Brunori3 

Hans J. Fyhn4 

Unni E. H. Fyhn4 

Robert L. Garlick5 

Dennis A. Powers6 

Michael T. Wilson7 

1— Department of Zoology, Duke University Marine Laboratory, Beaufort, North Carolina 28516.

2— Department of Biochemistry, Duke University Medical Center and Duke University Marine Laboratory, Beaufort, North Carolina 28516.

3— CNR Center for Molecular Biology, Institute of Chemistry and Biochemistry, Faculty of Medicine, University of Rome, Rome, Italy.

4— Institute of Zoophysiology, University of Oslo, P.O. Box 1051, Blindern, Oslo, Norway.

5— Department of Zoology, University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712.

6— Department of Biology, Johns Hopkins University, Baltimore, Maryland 21218.

7— Department of Chemistry, University of Esses, Nivenhoe Park, Colchester CO4 3SQ, England.


Resumo

Foram isoladas duas hemoglobinas de um peixe caracídeo, Mylossoma sp. O componente eletroforético de maior migração anódica constitui 89% do hemolisado total. As duas hemoglobinas nativas têm peso molecular aparente de 57.000 por cromatografia em gel. Os pesos moleculares aparentes das subunidades desnaturadas são 14.000 por eletroforese em gel de dodecil sulfato de sódio. Não ocorre polimerização depois da oxidação com ferrocianeto de potássio. O estudo da união de oxigênio indica que o componente mais "anódico" da hemoglobina possui um efeito Root. Em pH 5,9 na presença de 1 mM ATP a hemoglobina fica saturada apenas 45% quando equilibrada com ar a 1 atmosfera. O componente mais anódico possui um efeito Bohr normal que é aumentado em presença de 1 mM ATP. A cooperatividade, determinada por n na equação de Hill, varia com o pH. No pH 6,7 e abaixo deste na presença de 1 mM ATP, n < 1. A presença de 1 mM ATP causa uma redução em n em pH abaixo de 8,2. O comportamento menos anódico evidencia um comportamento muito diferente tendo um efeito Bohr reverso Δ log P1/2/Δ pH=0,14, entre pH 7,0 e 8,0 o qual muda para um efeito Bohr normal, Δ log P1/2/Δ pH= —0,13 com adição de 1 mM ATF. Esta hemoglobina mostra cooperatividade em todos os valores de pH estudados. Não mostra efeito Root. Estudos de cinética rápida da ligação CO e da dissociação do O2dos componentes isola dos da hemoglobina mostraram que ambos processos são dependentes do pH para cada componente. Estes resultados são consistentes com as análises dos dados de equilíbrio do oxigênio. As hemoglobinas de Mylossoma sp. se assemelham às de Hoplosternum, truta, salmão, remora e cadozete, no grau de sua diferenciação funcional e podem representar especializações evolutivas designadas para servir funções fisiológicas diversas.

Summary

The two hemoglobins of a characid fish, Mylossoma sp. have been isolated. The more anodally migrating electrophoretic component constitutes 89% of the total hemolysate. The two native hemoglobins have apparent molecular weights of 57,000 by gel chromatography. The apparent molecular weights of the denatured subunits are 14,100 by sodium dodecyl sulfate gel electrophoresis. No polymerization occurs after oxidation with potassium ferricyanide. Oxygen binding studies indicate that the more anodal hemoglobin component possesses a Root effect. At pH 5.9 in the presence of 1 mM ATP the hemoglobin is only 45% saturated when equilibrated with air at one atmosphere. The more anodal component possesses a normal Bohr effect which is enhanced in the presence of 1 mM ATP. The cooperativity, as determined by n of the Hill equation varies with pH. At and below pH 6.7 in the presence of 1 mM ATP, n< 1. The presence of 1 mM ATP causes a reduction in n below pH 8.2. The less anodal component evinces very different behavior having a reverse Bohr effect a log p1/2Δ/ pH=0.14, between pH 7.0 and 8.0 which changes to a normal Bohr effect, Δ log p1/2/Δ pH = — 0.13 upon addition of 1 mM ATP. This hemoglobin shows cooperativity, at all pH values studied. It does not show a Boot effect. Rapid kinetic studies of CO binding and O2 dissociation of the isolated hemoglobin components show that both processes are pH dependent for each of the components. These results are consistent with the analysis of the oxygen equilibrium data. Mylossoma hemoglobins resemble those of Hoplosternum, trout, salmon, sucker and loach in the degree of their functional differentiation and may represent evolutionary specializations designed to serve diverse physiological functions.

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*— Versão original inglesa publicada em Comp. Blochem. Physiol. 62 A (1). 1979.

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