What influences Hb fetal production in adulthood?

Human hemoglobin genes are located in α and β globin gene clusters in chromosomes 16 and 11, respectively. Different types of hemoglobin are synthesized according to the stage of development with fetal hemoglobin (α2γ2) (Hb F) being the main hemoglobin in the fetal period. After birth, there is a reduction (to about 1%) in Hb F levels and adult hemoglobin, Hb A (2α2β2), increases to more than 96% of total hemoglobin. However, some genetic conditions whether linked to the β-globin gene cluster or not are associated with high Hb F levels in adults. Among those linked to β-globin are hereditary persistence of fetal hemoglobin, delta-beta thalassemia (δβ-Thalassemia) and the XmnI polymorphism (-158 C > T). Other polymorphisms not related to β-globin gene cluster are known to influence the γ-globin gene expression in adulthood. The most relevant polymorphisms that increase concentrations of Hb F are the HMIP locus on chromosome 6, the BCL11A locus on chromosome 2, the Xp22.2 region of the X chromosome and the 8q region on chromosome 8. Findings from our research group studying genetic factors involved in γ-globin gene regulation in adults without anemia in the northwestern region of São Paulo State showed that high Hb F levels are influenced by the presence of hereditary persistence of fetal hemoglobin mutations and the XmnI polymorphism, suggesting that both genetic alterations characterize the molecular basis of the evaluated population.

Hemoglobinas variantes em doadores de sangue do Centro de Hematologia e Hemoterapia do estado do Piauí (Hemopi): conhecendo o perfil epidemiológico para construir a rede de assistência

The most highly prevalent inherited disease in Brazil and in the world, sickle cell anemia, is considered a public health problem. Characterized by homozygosis for the hemoglobin S gene, the individual has a range of signs and symptoms that require careful treatment. The sickle cell trait is characterized by heterozygosis for the hemoglobin S gene, however the carrier does not express the disease. In the current study we aimed at verifying the presence of the sickle cell trait in 1000 blood donors of the Hematology and Hemotherapy Center of the State of Piauí (Hemopi) in the period from October 2007 to April 2008. After analysis by alkaline and acid electrophoresis, positive cases were confirmed by molecular biology. We obtained rates of 3.4% for hemoglobin AS and 5% for hemoglobin AC, with a total frequency of 3.9% in the total of 1,000 blood donors.

Avaliação eletroforética, cromatográfica e molecular da Hb D Los Angeles no Brasil

A variante de hemoglobina (Hb) D mais comum, Hb D Los Angeles ou D Punjab, é originada de uma transversão GAA->CAA no códon 121 da globina beta; essa mutação resulta na substituição do ácido glutâmico por glutamina na proteína. É a terceira variante de hemoglobina mais freqüente da população brasileira. Como as hemoglobinas D apresentam migração similar à hemoglobina S em pH alcalino, e com a hemoglobina A em pH ácido, são necessários vários testes para o correto diagnóstico. No presente estudo objetivou-se relacionar os diferentes procedimentos laboratoriais de rotina diagnóstica, além da análise molecular, para estabelecer o perfil de Hb D Los Angeles no Brasil. Foram analisados 47 indivíduos da população brasileira com provável Hb D Los Angeles, por vários procedimentos eletroforéticos em diferentes condições de pH, além da cromatografia líquida de alta pressão, e testes moleculares para confirmação da mutação. Foram encontrados quatro tipos de combinações de hemoglobinas: 42 indivíduos portadores de hemoglobina AD Los Angeles, dois indivíduos com doença de Hb S/D Los Angeles, dois indivíduos com Hb D Los Angeles e talassemia beta e um indivíduo com Hb D Los Angeles e Hb Lepore. Os indivíduos heterozigotos para D Los Angeles são assintomáticos, entretanto, em associação com outras variantes e talassemias podem apresentar graus variáveis de manifestações clínicas. Os resultados apresentados enfatizaram a necessidade da associação de várias metodologias para a identificação da Hb D Los Angeles, além de auxiliar na elucidação de combinações raras.

The influence of hydroxyurea on oxidative stress in sickle cell anemia

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Hemoglobina Köln diagnosticada em programa de triagem neonatal em São José do Rio Preto, SP

Alterações genéticas em que a mutação de aminoácidos nas globinas afeta a estrutura da molécula tornando-a instável são classificadas como hemoglobinas instáveis. Devido à grande diversidade dos pontos de mutações por substituições e deleções de aminoácidos, as formas de instabilização se apresentam muito variadas. A hemoglobina Köln é a variante instável descrita com maior freqüência na literatura e a terceira descoberta no Brasil, as outras são Hb Niterói e Hb Hasharon. Anemia moderada, icterícia e presença de urina escura caracterizam as manifestações clínicas da Hb Köln. em programa de triagem neonatal identificamos uma criança com suspeita de heterozigose para hemoglobina Köln, confirmada por procedimentos eletroforéticos e HPLC. Avaliações por diferentes metodologias laboratoriais e estudo familiar auxiliam no diagnóstico precoce, possibilitando minimizar os sintomas decorrentes da hemoglobina anormal e a realização do aconselhamento genético e educacional destas alterações hereditárias.

Análise quantitativa e molecular de hemoglobina fetal em indivíduos da população brasileira

A hemoglobina fetal - Hb F, formada por duas cadeias gama e duas cadeias alfa, é característica do período fetal do desenvolvimento, tendo sua síntese diminuída no período pós-natal. em algumas alterações hereditárias, a Hb F permanece aumentada, como nas delta-beta talassemia, beta talassemia e persistência hereditária de Hb F (PHHF). A síntese da globina gama também pode ser estimulada por fatores externos como leucemias, transplantes de medula óssea, induções químicas, dentre outros. Através da observação de Hb F aumentada em doadores de sangue por procedimentos eletroforéticos objetivou-se avaliar a quantidade de Hb F em amostras de sangue de candidatos à doação, visando estabelecer seus limites de normalidade na população de São José do Rio Preto e região, por meio de desnaturação alcalina e cromatografia líquida de alta pressão (HPLC), comparar as metodologias aplicadas e, nos indivíduos com Hb F aumentada, realizar estudos moleculares para identificar as mutações que alteram a expressão dos genes gama. Foram analisadas 208 amostras de sangue, sendo 119 de candidatos à doação e 89 de indivíduos sem sintomas de anemia ou achados hematológicos e com Hb F aumentada como grupo comparativo. Das 119 amostras de candidatos à doação, 110 foram utilizadas para traçar o perfil de normalidade de Hb F, comparando-se as metodologias de desnaturação alcalina e HPLC, onde se obteve a média de 1,48% e de 0,6%, respectivamente. A análise estatística por regressão linear mostrou diferença significativa na comparação entre as duas metodologias aplicadas, sendo a HPLC mais precisa para a quantificação de Hb F. Foram observados nos testes de rastreamento de hemoglobinas anormais nestas 110 amostras de sangue: 16,4% de alfa talassemia, 0,9% com Hb F aumentada, 0,9% com beta talassemia e 0,9% com hemoglobina variante de cadeia delta. Os outros nove doadores de sangue apresentaram Hb F acima de 10% em eletroforese e observou-se média de 32,28% para desnaturação alcalina e de 26,4% para HPLC. As análises moleculares por PCR-ASO foram realizadas na tentativa de se identificar um defeito genético que pudesse explicar o aumento de Hb F, pelo rastreamento de 16 mutações que originam talassemias do tipo beta. Encontraram-se 5,3% de heterozigotos para mutação CD6-A e 1,75% para as mutações CD 39, IVS1:6, -87 e IVS2:654, todas em heterozigose. Os resultados encontrados neste estudo evidenciam a necessidade de melhor caracterização dos perfis de hemoglobina obtidos pelos métodos clássicos e a importância de sua caracterização molecular.

Caracterização de hemoglobina N-Baltimore em doador de sangue de São José do Rio Preto, SP

As alterações que envolvem as globinas devem-se a modificações em genes responsáveis pela seqüência e estrutura das cadeias polipeptídicas, bem como aos genes reguladores da síntese destas cadeias. Hemoglobinas variantes apresentam estrutura química diferente da hemoglobina normal correspondente, resultante de mutações em uma ou mais bases nitrogenadas, ocasionando a troca de aminoácidos nas globinas alfa, beta, delta ou gama. A hemoglobina N-Baltimore é uma variante de globina beta, com substituição da lisina, na posição 95, por ácido glutâmico, apresentando mobilidade eletroforética mais rápida que a hemoglobina A em pH alcalino. Nas análises eletroforéticas em pH alcalino realizadas em doadores de sangue do Hemocentro de São José do Rio Preto (SP) identificamos a presença de portador de hemoglobina rápida em heterozigose, posteriormente confirmada por focalização isoelétrica e cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Os estudos de hemoglobinas anormais em doadores de sangue permitem a identificação de variantes raras e possibilitam o aconselhamento genético adequado a cada caso com estudo familial.

Allosteric water and phosphate effects in Hoplosternum littorale hemoglobins

This paper reports the results obtained using the osmotic stress method applied to the purified cathodic and anodic hemoglobins (Hbs) from the catfish Hoplosternum littorale, a species that displays facultative accessorial air oxygenation. We demonstrate that water potential affects the oxygen affinity of H. littorale Hbs in the presence of an inert solute (sucrose). Oxygen affinity increases when water activity increases, indicating that water molecules stabilize the high-affinity state of the Hb. This effect is the same as that observed in tetrameric vertebrate Hbs. We show that both anodic and cathodic Hbs show conformational substrates similar to other vertebrate Hbs. For both Hbs, addition of anionic effectors, especially chloride, strongly increases the number of water molecules bound, although anodic Hb did not exhibit sensitivity to saturating levels of ATP. Accordingly, for both Hbs, we propose that the deoxy conformations coexist in at least two anion-dependent allosteric states, T-o and T-x, as occurs for human Hb. We found a single phosphate binding site for the cathodic Hb.

Avaliação do polimorfismo de grupos sanguíneos e fenótipo de hemoglobinas em um grupo de universitários de São José do Rio Preto, SP

The studies of the phenotypes of the blood groups are important for blood transfusions, for obstetrics, neonatology and law medicine, apart from its application in anthropology where it can be used as genetic markers in population studies. Works with hemoglobin polymor-phisms as a genetic marker of populations has been increased over the last few years, particularly for different population groups of Brazil. In the investigation the hemoglobin polymorphisms of 200 university students from São José do Rio Preto, Brazil were studied to establish a possible relation between the different phenotypes. Statistical analysis of the phenotypes showed that the differences observed were not significant, without a relationship among the polymorphisms of blood groups and hemoglobins.

Protein partitioning in poly(ethylene glycol)/sodium polyacrylate aqueous two-phase systems

The partition of hemoglobin, lysozyme and glucose-6-phospate dehydrogenase (G6PDH) in a novel inexpensive aqueous two-phase system (ATPS) composed by poly(ethylene glycol) (PEG) and sodium polyacrylate (NaPA) has been studied. The effect of NaCl and Na2SO4, pH and PEG molecular size on the partitioning has been studied. At high pH (above 9), hemoglobin partitions strongly to the PEG-phase. Although some precipitation of hemoglobin occurs, high recovery values are obtained particularly for lysozyme and G6PDH. The partitioning forces are dominated by the hydrophobic and electrochemical (salt) effects, since the positively charged lysozyme and negatively charged G6PDH partitions to the non-charged PEG and the strongly negatively charged polyacrylate enriched phase, respectively. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Neuroglobin and cytoglobin: two new members of globin family

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Crystallographic studies of fish hemoglobins

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Rattlesnake hemoglobins: Functional properties and tetrameric stability

The present work analyzed the tetrameric stability of the hemoglobins from the rattlesnake C. durissus terrificus using analytical gel filtration chromatography, SAXS and osmotic stress. We show that the dissociation mechanism proposed for L. miliaris hemoglobin does not apply for these hemoglobins, which constitute stable tetramers even at low concentrations.

Produção, propriedades e aplicações de oligossacarídeos

Oligosaccharides participate in the formation of dietary fiber and are mainly used as prebiotic agents. This review presents ways of obtaining these sugars, which can be produced by synthesis (chemical or enzymatic), or through depolymerization of polysaccharides (physical, chemical or enzymatic). Oligosaccharides have also been used commercially as an ingredient in cosmetics, pharmaceuticals, agricultural products and especially in the food industry because of their physical properties. The potential applications of oligosaccharides in several areas such as food, animal feed, pharmaceuticals and cosmetics have contributed to the increase in scientific research on these carbohydrates. The use of oligosaccharides as immuno-modulatory agents and biological response modifiers has been recently described, and their effects as anti-inflammatory and in reducing cholesterol. An overview of the various nutraceutical and biological functions of these carbohydrates in order to benefit human health is also reported.

Fish hemoglobins

Vertebrate hemoglobin, contained in erythrocytes, is a globular protein with a quaternary structure composed of 4 globin chains (2 alpha and 2 beta) and a prosthetic group named heme bound to each one. Having myoglobin as an ancestor, hemoglobin acquired the capacity to respond to chemical stimuli that modulate its function according to tissue requirements for oxygen. Fish are generally submitted to spatial and temporal O2 variations and have developed anatomical, physiological and biochemical strategies to adapt to the changing environmental gas availability. Structurally, most fish hemoglobins are tetrameric; however, those from some species such as lamprey and hagfish dissociate, being monomeric when oxygenated and oligomeric when deoxygenated. Fish blood frequently possesses several hemoglobins; the primary origin of this finding lies in the polymorphism that occurs in the globin loci, an aspect that may occasionally confer advantages to its carriers or even be a harmless evolutionary remnant. on the other hand, the functional properties exhibit different behaviors, ranging from a total absence of responses to allosteric regulation to drastic ones, such as the Root effect.