特に、カルバミノヘモグロビン溶液の類似体としてのカルボキシメチル化ヘモグロビンと、カルボキシメチル化ヘモグロビンのX線研究およびカルバミノヘモグロビンのX線研究

ヘモグロビンは、NH2末端アミノ基（すなわちHBNHCH2COO-）で特異的にカルボキシメチル化して、誘導体アルファ2cmベータ2、アルファ2ベータ2cm、およびアルファ2cmベータ2cmを形成します。以前の研究（Didonato、A.、Fantl、W。J.、Acharya、A。S.、およびManning、J。M.（1983）J。Biol。Chem。258、11890-11895）は、これらの誘導体が対応するカルバミノの安定した類似体として使用できることを示唆しています（HB-NHCOO-）ヘモグロビンの形態、CO2がアルファアミノ基と結合するとin vivoで可逆的に生成される付加物。この論文では、この提案を検証するカルバミノヘモグロビンとカルボキシメチル化ヘモグロビンの両方のX線回折研究を紹介し、カルボキシメチル化誘導体を使用して、各ヘモグロビン亜統のNH2末端に共有結合したカルボキシル基を配置することの機能的結果を研究します。また、私たちの研究は、アニオンと陽子の酸素結合結合に関するVAL-1アルファに関する追加情報も提供しています。デオキシアルファ2cmベータ2cmの違い電子密度分析対拡張されていないデオキシヘモグロビンテトラマー（デオキシアルファ2ベータ2）は、共有結合したカルボキシル部分が、在来型NH2末端アミノ基に正常に結合している無機陰イオンを置き換えていることを示しています。濃縮（2.3 m）硫酸アンモニウムの溶液から。ベータサブユニットの場合、カルボキシメチル基は、VAL-1ベータのアルファアミノ基、Lys-82ベータのイプシロン - アミノグループ、およびNH2末端末端のバックボーンNHグループの間に通常結合した無機陰イオンを置き換えます。f'-helixの終わり。アルファサブユニットの場合、カルボキシメチル基は、通常、VAL-1アルファのアルファアミノ基とSer-131アルファのベータOHグループとの間に結合した陰イオンに置き換えます。低塩（50 mM KCl）結晶中のカルバミノデオキシヘモグロビンの対応する違い電子マップは、カルバメートの形で結合したCO2が同じ2つの陰イオン結合部位を占めることを示しています。アルファ2cmベータ2のアルカリBOHR効果は、アルファ2ベータ2のそれよりもわずかに低い（約7％）です。VAL-1アルファのPKアルファの酸素結合変化、およびO'Donnell et al。、1979は、BOHR効果のこの部分が塩化物のVAL-1アルファへの酸素結合結合の結果であることを発見しました。（400語で切り捨てられた抽象）

Hemoglobin can be specifically carboxymethylated at its NH2-terminal amino groups (i.e. HbNHCH2COO-) to form the derivatives alpha 2Cm beta 2, alpha 2 beta 2Cm, and alpha 2Cm beta 2Cm, where Cm represents carboxymethyl. Previous studies (DiDonato, A., Fantl, W. J., Acharya, A. S., and Manning, J. M. (1983) J. Biol. Chem. 258, 11890-11895) suggested that these derivatives could be used as stable analogues of the corresponding carbamino (Hb-NHCOO-) forms of hemoglobin, adducts that are generated reversibly in vivo when CO2 combines with alpha-amino groups. In this paper we present x-ray diffraction studies of both carbamino hemoglobin and carboxymethylated hemoglobin that verify this proposal and we use the carboxymethylated derivatives to study the functional consequences of placing a covalently bound carboxyl group at the NH2 terminus of each hemoglobin subunit. Our studies also provide additional information concerning the oxygen-linked binding of anions and protons to Val-1 alpha. Difference electron density analysis of deoxy alpha 2Cm beta 2Cm versus the unmodified deoxyhemoglobin tetramer (deoxy alpha 2 beta 2) shows that the covalently bound carboxyl moieties replace inorganic anions that are normally bound to the free NH2-terminal amino groups in crystals of native deoxyhemoglobin grown from solutions of concentrated (2.3 M) ammonium sulfate. In the case of the beta-subunits, the carboxymethyl group replaces an inorganic anion normally bound between the alpha-amino group of Val-1 beta, the epsilon-amino group of Lys-82 beta, and backbone NH groups at the NH2-terminal end of the F'-helix. In the case of the alpha-subunits, the carboxymethyl group replaces an anion that is normally bound between the alpha-amino group of Val-1 alpha and the beta-OH group of Ser-131 alpha. A corresponding difference electron map of carbamino deoxyhemoglobin in low-salt (50 mM KCl) crystals shows that CO2 bound in the form of carbamate occupies the same two anion binding sites. The alkaline Bohr effect of alpha 2Cm beta 2 is only marginally lower (approximately 7%) than that of alpha 2 beta 2. Previous studies (Kilmartin, J. V., 1977) have shown that about 30% of the alkaline Bohr effect is the result of an oxygen-linked change in the pK alpha of Val-1 alpha, and O'Donnell et al., 1979, found that this portion of the Bohr effect is the result of the oxygen-linked binding of chloride to Val-1 alpha.(ABSTRACT TRUNCATED AT 400 WORDS)