Wikipedia

Subunidade beta da hemoglobina

A subunidade beta da hemoglobina, tamén chamada hemoglobina beta ou β-globina, é unha proteína globina codificada no xene HBB, a cal, unida á alfa-globina (HBA), constitúe a forma máis común de hemoglobina nos humanos adultos, a hemoglobina A (HbA), proteína tetrámera α2β2 formada por dúas cadeas alfa e dúas beta.[1] Esta subunidade ten 147 aminoácidos e un peso molecular de 15.867 Da.

HBB
Estruturas dispoñibles
PDBBuscar ortólogos: PDBe, RCSB
Identificadores
Nomenclatura
Identificadores
externos
LocusCr. 11 p15.4
Ortólogos
Especies
Humano Rato
Entrez
3043 101488143
Ensembl
Véxase HS Véxase MM
UniProt
P68871 P02088
RefSeq
(ARNm)
NM_000518 NM_008220
RefSeq
(proteína) NCBI
NP_000509 NP_032246
Localización (UCSC)
Cr. 11:
5.23 – 5.23 Mb 		Cr. 7:
103.46 – 3.46 Mb
PubMed (Busca)
3043


101488143
En humanos o xene HBB está localizado no cromosoma 11 na posición p15.5.

Esta subunidade está codificada no xene HBB e as mutacións neste xene producen varias variantes das proteínas que están implicadas en trastornos xenéticos como a anemia falciforme e a beta-talasemia, así como caracteres beneficiosos como a resistencia xenetica á malaria.[2][3] Descubríronse neste xene polo menos 50 mutacións causantes de enfermidades.[4]

Locus xénico

editar
Artigo principal: Locus da beta-globina humana.

A proteína HBB é producida polo xene HBB, que está localizado nun locus multixénico chamado locus da β-globina do cromosoma 11, situado no seu brazo curto na posición 15.4. A expresión xénica da beta globina e as globinas veciñas do locus da β-globina está controlado por unha soa rexión de control do locus (ou LCR, do inglés locus control region), o elelmento regulaorio máis importante no locus localizado augas arriba dos xenes da globina.[5] A variante alélica normal é de 1600 pares de bases (bp) de lonxitude e contén tres exóns. A orde dos xenes no cluster da beta-globina é: 5' - epsilon – gamma-G – gamma-A – delta – beta - 3'.[1]

Interaccións

editar

A proteína HBB interacciona coa hemoglobina, alfa 1 (HBA1) para formar a hemoglobina A, a principal hemoglobina dos humanos adultos.[6][7] A interacción é dobre. Primeiramente, combínanse unha HBB e unha HBA1, non covalentemente, para formar un dímero. En segundo lugar, dous destes dímeros combínanse para formar un tetrámero de catro cadeas, e así convértense na hemoglobina funcional.[8]

Trastornos xenéticos asociados

editar

Beta talasemia

editar

A beta-talasemia é unha doenza causada por unha mutación xenética conxénita que afecta a un alelo (beta-talasemia menor) ou a ambos (beta-talasemia maior) da beta-globina no cromosoma 11. Os alelos mutantes poden ser de dous tipos: β0, no cal o corpo fabrica unha β-globina non funcional, e β+, no cal se produce unha pequena cantidade de β-globina normal. A beta-talasemia menor ocorre cando unha persoa herda un alelo beta normal e outro anormal (β0 ou β+). A beta-talasemia menor orixina unha anemia microcítica leve que adoita ser asintomática ou pode causar fatiga ou palidez da pel. A beta-talasemia maior aparece cando unha persoa herda dous alelos anormais. Estes poden ser dous alelos β+, dous β0 ou un de cada. A beta-talasemia maior é unha condición médica grave. A anemia grave empeza aos seis meses de idade. Sen tratamento médico prodúcese a morte antes dos 12 anos. [9] A beta-talasemia maior pode ser tratada durante toda a vida por medio de transfusións de sangue ou transplante de medula ósea.[10][11]

Segundo un estudo recente, a mutación de stop de ganancia Gln40stop no xene HBB é unha causa común de beta-tlasemia autosómica recesiva entre o pobo sardo (que vive case exclusivamente na illa de Sardeña). Os portadores desta mutación mostran un aumento no reconto de glóbulos vermellos. Como curiosidade, a mesma mutación foi tamén asociada cunha diminución nos niveis de LDL séricos nos portadores, polo que os autores suxiren que se debe á necesidade de colesterol para rexenerar as membranas celulares.[12]

Anemia falciforme

editar

Descubríronse máis de mil variantes naturais do xene HBB. Delas a máis común é a HbS, que causa a anemia falciforme ou drepanocítica. A HbS prodúcese por unha mutación puntual na cal o codón GAG é substituído polo GTG. Isto ten como resultado a substitución do aminoácido hidrófilo ácido glutámico polo aminoácido hidrófobo valina na posición 6ª (β6Glu→Val). Esta substitución crea un punto hidrófobo no exterior da proteína que se adhire á rexión hidrófoba dunha molécula de cadea beta de hemoglobina adxacente. Isto causará a aglomeración de moléculas HbS formando fibras ríxidas, causando que todo o glóbulo vermello tome forma de fouce (falciforme) nos individuos homocigotos (HbS/HbS).[13] Ser homocigoto para o alelo mutante é un dos factores xenéticos máis letais,[14] mentres que a condición heterocigota (HbS/HbA) fai aos individuos resistentes á malaria á vez que desenvolven un grao mínimo de anemia.[15]

Hemoglobina C

editar

A anemia falciforme está estreitamente relacionada con outra hemoglobina mutante chamada hemoglobina C (HbC), porque poden herdarse xuntas.[16] A mutación HbC está na mesma posición na HbS, pero o ácido glutámico é substituído por lisina (β6Glu→Lys). A mutación é especialmente prevalente en poboacións de África occidental. A HbC proporciona unha protección case total contra o Plasmodium falciparum en individuos homocigotos (CC) e unha protección intermedia en individuos heterocigotos (AC).[17] Isto indica que a HbC ten unha influencia máis forte que a HbS e predíxose que co tempo substituirá á HbS en rexións onde a malaria é endémicas.[18]

Hemoglobina E

editar

Outra mutación puntual en HBB, na cal o ácido glutámico é substituído por lisina na posición 26 (β26Glu→Lys), orixina a formación de haemoglobina E (HbE).[19] A HbE ten unha asociación moi inestable entre as α- e β-globinas. Aínda que a proteína inestable ten un efecto leve, se se herda xunto coa HbS e trazos de talasemia, tórnase unha forma de β-talasemia que pode ser mortal. A mutación é de orixe relativamente recente, o que suxire que é resultado dunha presión selectiva contra a malaria falciparum grave, xa que o alelo en heterocigose impide o desenvolvemento da malaria.[20]

Evolución humana

editar

A malaria orixinada polo Plasmodium falciparum foi un importante factor selectivo na evolución humana.[3][21] Influíu favorecendo mutacións no xene HBB en varios graos o que tivo como resultado a existencia e numerosas variantes da proteína HBB. Algunhas destas mutacións non son letais directamente e en vez diso confiren resistencia á malaria, especialmente en África, onde a malaria é epidémica.[22] As persoas que son de descendencia africana evolucionaron para ter maiores taxas de mutantes HBB porque os individuos heterocigotos teñen uns glóbulos vermellos deformados que dificultan o ataque dos parasitos da malaria. Así, os mutantes en HBB son unha fonte de selección positiva nesas rexións e son importantes para a supervivencia a longo prazo.[2][23] Ditos marcadores de selección son importantes para trazar os devanceiros humanos e a diversificación humana desde África.[24]

Notas

editar
  1. ↑ 1,0 1,1 "Entrez Gene: HBB hemoglobin, beta". 
  2. ↑ 2,0 2,1 Sabeti, Pardis C (2008). "Natural selection: uncovering mechanisms of evolutionary adaptation to infectious disease". Nature Education 1 (1): 13. 
  3. ↑ 3,0 3,1 Kwiatkowski DP (2005). "How malaria has affected the human genome and what human genetics can teach us about malaria". The American Journal of Human Genetics 77 (2): 171–192. PMC 1224522. PMID 16001361. doi:10.1086/432519. 
  4. ↑ Šimčíková D, Heneberg P (decembro de 2019). "Refinement of evolutionary medicine predictions based on clinical evidence for the manifestations of Mendelian diseases". Scientific Reports 9 (1): 18577. PMC 6901466. PMID 31819097. doi:10.1038/s41598-019-54976-4. 
  5. ↑ Levings PP, Bungert J (2002). "The human beta-globin locus control region". Eur. J. Biochem. 269 (6): 1589–99. PMID 11895428. doi:10.1046/j.1432-1327.2002.02797.x. 
  6. ↑ Stelzl U, Worm U, Lalowski M, Haenig C, Brembeck FH, Goehler H, Stroedicke M, Zenkner M, Schoenherr A, Koeppen S, Timm J, Mintzlaff S, Abraham C, Bock N, Kietzmann S, Goedde A, Toksöz E, Droege A, Krobitsch S, Korn B, Birchmeier W, Lehrach H, Wanker EE (2005). "A human protein-protein interaction network: a resource for annotating the proteome". Cell 122 (6): 957–968. PMID 16169070. doi:10.1016/j.cell.2005.08.029. hdl:11858/00-001M-0000-0010-8592-0. 
  7. ↑ Shaanan B (1983). "Structure of human oxyhaemoglobin at 2.1 A resolution". J. Mol. Biol. (England) 171 (1): 31–59. ISSN 0022-2836. PMID 6644819. doi:10.1016/S0022-2836(83)80313-1. 
  8. ↑ "Hemoglobin Synthesis". harvard.edu. Harvard University. 2002. Consultado o 18 de novembro de 2014. 
  9. ↑ H. Franklin Bunn; Vijay G. Sankaran (2017). "8". Pathology of blood disorders. pp. 927–933. 
  10. ↑ Muncie HL, Campbell J (2009). "Alpha and beta thalassemia". American Family Physician 80 (4): 339–44. PMID 19678601. 
  11. ↑ "Beta thalassemia". Genetics Home Reference. U.S. National Library of Medicine. 11 novembro de 2014. Consultado o 18 November 2014. 
  12. ↑ Sidore, C.; et al. (2015). "Genome sequencing elucidates Sardinian genetic architecture and augments association analyses for lipid and blood inflammatory markers". Nature Genetics 47 (11): 1272–1281. PMC 4627508. PMID 26366554. doi:10.1038/ng.3368. 
  13. ↑ Thom CS, Dickson CF, Gell DA, Weiss MJ (2013). "Hemoglobin variants: biochemical properties and clinical correlates". Cold Spring Harb Perspect Med 3 (3): a011858. PMC 3579210. PMID 23388674. doi:10.1101/cshperspect.a011858. 
  14. ↑ Lozano R, Naghavi M, Foreman K, Lim S, Shibuya K, Aboyans V, Abraham J, Adair T, Aggarwal R, Ahn SY, Alvarado M, Anderson HR, Anderson LM, Andrews KG, Atkinson C, Baddour LM, Barker-Collo S, Bartels DH, Bell ML, Benjamin EJ, Bennett D, Bhalla K, Bikbov B, Bin Abdulhak A, Birbeck G, Blyth F, Bolliger I, Boufous S, Bucello C, Burch M, Burney P, Carapetis J, Chen H, Chou D, Chugh SS, Coffeng LE, Colan SD, Colquhoun S, Colson KE, Condon J, Connor MD, Cooper LT, Corriere M, Cortinovis M, de Vaccaro KC, Couser W, Cowie BC, Criqui MH, Cross M, Dabhadkar KC, Dahodwala N, De Leo D, Degenhardt L, Delossantos A, Denenberg J, Des Jarlais DC, Dharmaratne SD, Dorsey ER, Driscoll T, Duber H, Ebel B, Erwin PJ, Espindola P, Ezzati M, Feigin V, Flaxman AD, Forouzanfar MH, Fowkes FG, Franklin R, Fransen M, Freeman MK, Gabriel SE, Gakidou E, Gaspari F, Gillum RF, Gonzalez-Medina D, Halasa YA, Haring D, Harrison JE, Havmoeller R, Hay RJ, Hoen B, Hotez PJ, Hoy D, Jacobsen KH, James SL, Jasrasaria R, Jayaraman S, Johns N, Karthikeyan G, Kassebaum N, Keren A, Khoo JP, Knowlton LM, Kobusingye O, Koranteng A, Krishnamurthi R, Lipnick M, Lipshultz SE, Ohno SL, Mabweijano J, MacIntyre MF, Mallinger L, March L, Marks GB, Marks R, Matsumori A, Matzopoulos R, Mayosi BM, McAnulty JH, McDermott MM, McGrath J, Mensah GA, Merriman TR, Michaud C, Miller M, Miller TR, Mock C, Mocumbi AO, Mokdad AA, Moran A, Mulholland K, Nair MN, Naldi L, Narayan KM, Nasseri K, Norman P, O'Donnell M, Omer SB, Ortblad K, Osborne R, Ozgediz D, Pahari B, Pandian JD, Rivero AP, Padilla RP, Perez-Ruiz F, Perico N, Phillips D, Pierce K, Pope CA, Porrini E, Pourmalek F, Raju M, Ranganathan D, Rehm JT, Rein DB, Remuzzi G, Rivara FP, Roberts T, De León FR, Rosenfeld LC, Rushton L, Sacco RL, Salomon JA, Sampson U, Sanman E, Schwebel DC, Segui-Gomez M, Shepard DS, Singh D, Singleton J, Sliwa K, Smith E, Steer A, Taylor JA, Thomas B, Tleyjeh IM, Towbin JA, Truelsen T, Undurraga EA, Venketasubramanian N, Vijayakumar L, Vos T, Wagner GR, Wang M, Wang W, Watt K, Weinstock MA, Weintraub R, Wilkinson JD, Woolf AD, Wulf S, Yeh PH, Yip P, Zabetian A, Zheng ZJ, Lopez AD, Murray CJ, AlMazroa MA, Memish ZA (2012). "Global and regional mortality from 235 causes of death for 20 age groups in 1990 and 2010: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2010". Lancet 380 (9859): 2095–128. PMID 23245604. doi:10.1016/S0140-6736(12)61728-0. hdl:10536/DRO/DU:30050819. 
  15. ↑ Luzzatto L (2012). "Sickle cell anaemia and malaria". Mediterr J Hematol Infect Dis 4 (1): e2012065. PMC 3499995. PMID 23170194. doi:10.4084/MJHID.2012.065. 
  16. ↑ Piel FB, Howes RE, Patil AP, Nyangiri OA, Gething PW, Bhatt S, Williams TN, Weatherall DJ, Hay SI (2013). "The distribution of haemoglobin C and its prevalence in newborns in Africa". Scientific Reports 3 (1671): 1671. Bibcode:2013NatSR...3E1671P. PMC 3628164. PMID 23591685. doi:10.1038/srep01671. 
  17. ↑ Modiano D, Luoni G, Sirima BS, Simporé J, Verra F, Konaté A, Rastrelli E, Olivieri A, Calissano C, Paganotti GM, D'Urbano L, Sanou I, Sawadogo A, Modiano G, Coluzzi M (2001). "Haemoglobin C protects against clinical Plasmodium falciparum malaria". Nature 414 (6861): 305–308. Bibcode:2001Natur.414..305M. PMID 11713529. doi:10.1038/35104556. 
  18. ↑ Verra F, Bancone G, Avellino P, Blot I, Simporé J, Modiano D (2007). "Haemoglobin C and S in natural selection against Plasmodium falciparum malaria: a plethora or a single shared adaptive mechanism?". Parassitologia 49 (4): 209–13. PMID 18689228. 
  19. ↑ Olivieri NF, Pakbaz Z, Vichinsky E (2011). "Hb E/beta-thalassaemia: a common & clinically diverse disorder". The Indian Journal of Medical Research 134 (4): 522–531. PMC 3237252. PMID 22089616. 
  20. ↑ Chotivanich K, Udomsangpetch R, Pattanapanyasat K, Chierakul W, Simpson J, Looareesuwan S, White N (2002). "Hemoglobin E: a balanced polymorphism protective against high parasitemias and thus severe P falciparum malaria". Blood 100 (4): 1172–1176. PMID 12149194. doi:10.1182/blood.V100.4.1172.h81602001172_1172_1176. 
  21. ↑ Verra F, Mangano VD, Modiano D (2009). "Genetics of susceptibility to Plasmodium falciparum: from classical malaria resistance genes towards genome-wide association studies.". Parasite Immunology 31 (5): 234–53. PMID 19388945. doi:10.1111/j.1365-3024.2009.01106.x. 
  22. ↑ Tishkoff SA, Williams SM (2002). "Genetic analysis of African populations: human evolution and complex disease.". Nature Reviews Genetics 3 (8): 611–21. PMID 12154384. doi:10.1038/nrg865. 
  23. ↑ Excoffier L (2002). "Human demographic history: refining the recent African origin model". Current Opinion in Genetics & Development 12 (6): 675–682. PMID 12433581. doi:10.1016/S0959-437X(02)00350-7. 
  24. ↑ Reed FA, Tishkoff SA (2006). "African human diversity, origins and migrations". Current Opinion in Genetics & Development 16 (6): 597–605. PMID 17056248. doi:10.1016/j.gde.2006.10.008. 

Véxase tamén

editar

Bibliografía

editar
  • Higgs DR, Vickers MA, Wilkie AO, Pretorius IM, Jarman AP, Weatherall DJ (1989). "A review of the molecular genetics of the human alpha-globin gene cluster.". Blood 73 (5): 1081–104. PMID 2649166. doi:10.1182/blood.V73.5.1081.1081. 
  • Giardina B, Messana I, Scatena R, Castagnola M (1995). "The multiple functions of hemoglobin.". Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 30 (3): 165–96. PMID 7555018. doi:10.3109/10409239509085142. 
  • Salzano AM, Carbone V, Pagano L, Buffardi S, De RC, Pucci P (2002). "Hb Vila Real [beta36(C2)Pro-->His] in Italy: characterization of the amino acid substitution and the DNA mutation.". Hemoglobin 26 (1): 21–31. PMID 11939509. doi:10.1081/HEM-120002937. 
  • Frischknecht H, Dutly F (2007). "A 65 bp duplication/insertion in exon II of the beta globin gene causing beta0-thalassemia.". Haematologica 92 (3): 423–4. PMID 17339197. doi:10.3324/haematol.10785. 

Ligazóns externas

editar
  • Relación de toda a información estrutural dispoñible en PDB para UniProt: P68871 (Subunidade beta da hemoglobina humana) en PDBe-KB.
  • Relación de toda a información estrutural dispoñible en PDB para UniProt: P02088 (Subunidade beta-1 da hemoglobina de rato) en PDBe-KB.
Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Subunidade_beta_da_hemoglobina&oldid=6128612»
  NODES
3d 3
Association 2
HOME 1
iOS 3
mac 4
multimedia 1
OOP 1
os 97
todo 2
web 1