Immunological, biochemical and comparative studies of the hemoglobin-haptoglobin reaction^(*)

Departments of Medicine, Biochemistry, and Biochemical Pharmacology, Veterans’ Administration Hospital, State University of New York at Buffalo, Buffalo, New York, USA.

Abstract

Différentes méthodes ont été utilisées pour étudier l’interaction de l’hémoglobine et de l’haptoglobine humaine. L’étude quantitative de la réaction des hémoglobines animales avec l’haptoglobine a montré que les hémoglobines d’Homme, de Lapin, de Mouton, de Poulet et de Bœuf se lient toutes à l’haptoglobine de manière irréversible, tandis que les hémoglobines de Carpe et de Grenouille ne se lient que faiblement et de manière réversible à l’haptoglobine. L’étude des anticorps-anti-hémoglobine humaine de Lapin et de Chèvre a démontré que la saturation complète des sites anticorps sur l’hémoglobine n’a aucun effet sur la liaison de l’hémoglobine à l’haptoglobine. Ceci suggère la complète indépendance des sites de liaison sur l’hémoglobine pour l’haptoglobine et l’anticorps. Puisque les sites de liaison pour les anticorps sur l’hémoglobine sont des portions de la surface protéique qui varient au cours de l’évolution, il est raisonnable de penser que le site de liaison sur l’hémoglobine pour l’haptoglobine est invariant au cours de l’évolution. A partir de ces données et hypothèses ainsi qu’à partir d’autres données confirmant que le dimère α,β-d’hémoglobme constitue la sous-unité en interaction avec l’haptoglobine, ce travail suggère que les régions de contact invariantes à l’interface α₁β₂ contiennent le site de liaison de l’hémoglobine pour l’haptoglobine. Des études de modifications chimiques des résidus arginine dans l’hémoglobine suggèrent que l’arginine joue un rôle dans le contrôle de la structure du site de liaison de l’haptoglobine sur l’hémoglobine.

Résumé

Several approaches have been used to study the interaction of hemoglobin and human haptoglobin. Quantitative study of the reaction of animal hemoglobins with haptoglobin revealed that human, sheep, chicken, bovine, and rabbit hemoglobins all bind haptoglobin irreversibly while frog and carp hemoglobins bind to haptoglobin weakly and reversibly The study of rabbit and goat antibodies to human hemoglobin as revealed that complete saturation of the antibody sites on hemoglobin have no effect on the binding of hemoglobin to haptoglobin. This suggest complete independence of the binding sites on hemoglobin for haptoglobin and antibody. As the binding sites on hemoglobin for antibody are portions of the protein surface which vary in evolution it is reasonable to think that the site of binding on hemoglobin for haptoglobin is conserved in evolution. From such data and reasoning as well as other data supporting the α.β-dimer as the reactive hemoglobin specie with haptoglobin, it is postulated that the conservative contact regions at the α¹β² interface contain the site of binding on hemoglobin for haptoglobin. Chemical modification studies of arginine residues in hemoglobin suggest that arginine plays some role in controlling the structure of the haptoglobin binding site on hemoglobin.