Hémoprotéine

Définition

Une hémoprotéine est une métalloprotéine qui possède un groupe prosthétique hémique, lié en permanence à des liaisons covalentes et non covalentes aux chaînes protéiques et présentes dans un grand nombre d'organismes. Chez l'homme et l'animal, les hémoprotéines sont principalement synthétisées dans le foie.

Une molécule d'hémoprotéine (protoporphyrine) :

Dans cette hémoprotéine en modèle 3D, la sous-unité Fe-protoporphyrine IX du cofacteur hème B est visible.

Explications

La léghémoglobine est une hémoprotéine chez les plantes, notamment les légumineuses, qui vivent en symbiose avec des bactéries qui assurent la fixation biologique de l'azote comme les rhizobiums.

Structure

L'hémoprotéine est formée par de longues chaînes protéiques liées à un ou plusieurs groupes hèmes, et dans chaque groupe hème un atome de fer. La majorité des hémoprotéines sont constituées pour pouvoir participer aux réactions de réduction des oxydes, par le biais du changement de valence de l'atome de fer qu'elles possèdent.

Groupe hème

Le groupe hème est une structure plate qui a des propriétés apolaires et à son tour des charges négatives, donc un côté polaire, elle est insoluble dans l'eau car cette partie polaire est tournée vers l'extérieur.

Il est considéré comme un groupe prothétique constitué d'un atome de fer oxydé, généralement Fe²⁺, contenu dans un hétérocycle organique appelé porphyrine, formé de quatre molécules de pyrrole liées à un cycle plan par 4 ponts alpha-méthylène ou méthine.

Le fer est coordonné par quatre paires d'électrons des azotes de l'anneau de porphyrine.

Le groupe hème lui permet d'exécuter différentes fonctions qui ne peuvent être exécutées par des protéines sans métal lié, et le rôle de ce groupe est déterminé par le milieu créé par la disposition particulière de la structure tridimensionnelle de la protéine qui le contient.

Fonctions

Ces métalloprotéines ont des fonctions très spécifiques grâce au groupe hémique qu'elles possèdent, où selon la géométrie tridimensionnelle et le support créé, elles peuvent remplir les fonctions suivantes :

• Transport des gaz diatomiques, en particulier de l'oxygène dans le corps (bien qu'il provoque des changements conformationnels).
• Détection des gaz diatomiques en se liant à l'ion hème (bien que cela provoque des changements conformationnels).
• catalyse, où ils interviennent dans la dégradation des molécules.
• Ils interagissent en tant que protéines de transport dans le transport actif, étant ancrés aux membranes.
• Ils permettent d'avoir des liaisons oxygénées réversibles.
• Ils transfèrent des électrons grâce à l'ion hème qui sert de source ou de puits aux électrons.
• Modifier l'environnement immédiat du groupe heme.
• Colorer le sang, car il absorbe la lumière à la limite inférieure du spectre visible, lui donnant une couleur rouge.

Distribution du fer du corps humain dans les hémoprotéines

Un adulte en bonne santé a entre 3 et 4 grammes de fer, répartis comme suit :

• 80 % d'hémoglobine.
• 4 % de myoglobine;
• 1 % Autres hémoprotéines;
• 15 % de ferritine et d'hémosidérine.

Rôles

Les hémoprotéines ont diverses fonctions biologiques, notamment le transport de l'oxygène, qui est complété, notamment, par l'hémoglobine, la myoglobine, la neuroglobine, la cytoglobine et la leghémoglobine.

Quelques hémoprotéines comme les cytochrome P450s, cytochrome c oxydase, ligninases, catalase et les peroxydases, sont des enzymes. Ils activent souvent O₂ pour l'oxydation ou l'hydroxylation.

Les hémoprotéines permettent également le transfert d'électrons lorsqu'elles font partie de la chaîne de transport d'électrons. Le cytochrome a, le cytochrome b et le cytochrome c ont de telles fonctions de transfert d'électrons.

En rapport avec "hémoprotéine"

• apolipoprotéine

  

  Une apolipoprotéine est une protéine qui contient et transporte des lipides dans le sang.

• apoprotéine

  

  Une apoprotéine est une partie protéique d'une hétéroprotéine, associée au groupement prosthétique pour former la protéine fonctionnelle.

• chromoprotéine

  

  Une chromoprotéine est une hétéroprotéine dont le groupement prosthétique lui confère une couleur donnée.

• flavoprotéine

  

  Une flavoprotéine, ou protéoflavine, désigne une classe de transporteur dans la chaîne de transport des électrons.