Estructura Cuaternaria de La Hemoglobina

5.4 Estructura cuaternaria
Hemoglobina;
Cuando la proteína consta de varias cadenas polipeptídicas o subunidades, se dice que tiene estructura cuaternaria. También decimos que en ese caso, se trata de una Proteína oligomérica, esto es, un oligómero formado por varios monómeros. En ocasiones los monómeros son exactamente iguales; entonces decimos que la proteína es un homodímero en el caso dedos subunidades, homotrímero de tres, homotetrámero si son cuatro, etc. Otras veces las subunidades son diferentes, en cuyo caso se utiliza el prefijo hetero-; así hablamos deheterodímero, heterotetrámero, etc.
Por lo que actualmente se sabe, la estructura cuaternaria es más bien la regla que la excepción, de manera que un gran número de proteínas, sobre todo intracelulares, tienen estructuracuaternaria. Por otra parte, la estructura cuaternaria está a veces íntimamente relacionada con procesos regulatorios; así, formas activas e inactivas de determinadas enzimas se diferencian en su estructura cuaternaria.
Hemoglobina
Un ejemplo clásico de proteína con estructura cuaternaria es la Hemoglobina. Se trata de una proteína tetramérica cuya función es el transporte de oxígeno. Estetransporte está regulado a través de leves modificaciones en su estructura cuaternaria, como veremos. Así, la hemoglobina puede existir en dos estados diferentes, T y R. El estado T corresponde a ladesoxihemoglobina, y el estado R a la oxihemoglobina. Esta última está cargada con oxígeno molecular (O2) en la forma que veremos más adelante.
Veamos primero la Hemoglobina A1 (forma T, desoxihemoglobina) ,que es la forma predominante en el adulto de una familia de proteínas, las hemoglobinas, encargadas del transporte de oxígeno en el hematíe. Se trata de una proteína oligomérica, constituída por cuatro subunidades iguales dos a dos. Dos de estas subunidades son del tipo , y las otras dos del tipo . Así, la estructura cuaternaria de la hemoglobina A1 es 2 2. Cada subunidad tiene un grupoprostético, el hemo, formado por una protoporfirina IX que coordina un ion ferroso (Fe2+). Este ion posee seis orbitales de coordinación. Cuatro están ocupados por los nitrógenos de la porfirina (nitrógenos pirrólicos), el quinto por el nitrógeno de un residuo de histidina de la cadena peptídica, y el sexto está o bien desocupado (en la desoxihemoglobina, estado T) o bien ocupado por una molécula deoxígeno (en la oxihemoglobina, estado R). El conjunto de orbitales de coordinación del ion tiene simetría octaédrica.
Veamos a continuación las cuatro subunidades:
-1:    con su grupo hemo:   
-1:    con su grupo hemo:   
-2:    con su grupo hemo:   
-2:    con su grupo hemo:   
El conjunto:    consta de las cuatro subunidades que se disponen según los vértices de un tetraedro irregular.
Apesar de ser distintas, las subunidades  (141 aminoácidos) y  (146 aminoácidos) son muy parecidas en su secuencia y su estructura tridimensional, entre sí y a una proteína que ya hemos visto, la mioglobina, proteína encargada del almacenamiento de oxígeno en el tejido muscular; por ello, y por la presencia de proteínas parecidas en todos los seres vivos (incluídos los vegetales, leghemoglobina) sepiensa que todas ellas descienden de un gen ancestral común. Por otra parte, la hemoglobina A1 es una más de entre varias hemoglobinas normales, que prevalecen en el hematíe en distintos momentos del desarrollo ontogénico; así, hay hemoglobinas embrionarias (Hb Gower 1, Hb Gower 2, Hb Portland), fetales (Hb F), y adultas (Hb A1 y Hb A2). Además de éstas, se conoce una gran cantidad de hemoglobinasmutantes, que dan lugar a trastornos diversos en la función de transporte de oxígeno.
La estructura terciaria de cada una de las subunidades es similar, con siete -hélices (en la cadena ) y ocho (en la ), denominadas A, B, C, D, etc., formando un todo globular:
- la subunidad :    Entre las hélices E y F, en un entorno hidrofóbico, se aloja el grupo hemo:    En el centro del hemo,...