Spin Label Studies of the Hemoglobin–Membrane Interaction During Sickle Hemoglobin Polymerization

An enhanced hemoglobin–membrane association has been previously documented in sickle cell anemia. However, it is not known how this interaction is modified during the hemoglobin S polymerization process. In this work, we use a model of reconstituted erythrocytes from ghost membranes whose cytoskeleton proteins had been previously labeled with the 4-maleimido Tempo spin label, and that were subsequently resealed with hemoglobin S or A solutions. Using electron paramagnetic resonance spectroscopy, we studied the time dependence of the spectral W/S parameter, indicative of the conformational state of cytoskeleton proteins (mainly spectrin) under spontaneous deoxygenation, with the aim of detecting the eventual effects due to hemoglobin S polymerization. The differences observed in the temporal behavior of W/S in erythrocytes reconstituted with both hemoglobins were considered as experimental evidence of an increment in hemoglobin S–membrane interaction as a result of the polymerization process of hemoglobin S under spontaneous deoxygenation.Fil: Falcón Dieguez, Jose. Universidad de Oriente; CubaFil: Rodi, Pablo Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; ArgentinaFil: Lores Guevara, Manuel. Universidad de Oriente; CubaFil: Gennaro, Ana Maria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química (i); Argentina. Universidad Nacional del Litoral. Facultad de Bioquímica y Ciencias Biológicas; Argentin

Nuclear Magnetic Relaxation in Haemoglobin Deuterated Samples in the Course of the Polymerization Process of Haemoglobin S

Resumen En este trabajo, se investigaron los tiempos de relajación espín-espín del deuterio y del protón a 4 Mz en muestras deuteradas de hemoglobina S, a 36 durante desoxigenación espontánea. La relajación del deuterio muestra un comportamiento sigmoidal relacionado con el proceso de polimerización de la hemoglobina S. La coincidencia entre los comportamientos de la relajación, tanto para protón como para deuterio, nos permitió afirmar, que durante el proceso de aglutinación molecular, los cambios en la en la movilidad molecular son mucho más significativos que los provocados por las variaciones en el acoplamiento cuadrupolar, debido al incremento de los gradientes de campos eléctricos. Palabras clave: polimerización, tiempo de demora, tiempo de correlación. Abstract The deuterium and proton spin-spin relaxation times are investigated at 4 MHz in deuterated samples of hemoglobin S, at 36 ºC and during spontaneous deoxygenation. Deuterium relaxation shows a sigmoidal behaviour related to the Hemoglobin S polymerisation process. The coincidence between deuterium and proton relaxation behaviours allow us to affirm that, during the macromolecular agglutination process, the changes on molecular mobility are more significant than those coming from the variations in the cuadrupolar coupling due to the increase of the internal electric fields gradients

Impact of Increased Sonication-Induced Dispersion of Sepiolite on Its Interaction with Biological Macromolecules and Toxicity/Proliferation in Human Cells

International audienc

Estudios de Resonancia Magnética en Anemia de Hematies Falciformes

Magnetic Resonance applications to the study of Sickle Cell Disease are analyzed using classical procedures and Unilateral Magnetic Resonance. Hemoglobin and whole blood samples were obtained from healthy individual and patients with Sickle Cell Anemia to be used as samples. Classical pulse sequence as spin echo and inversion recovery were used in the experimental studies, the STEPR method was used for EPR spectrometric determinations. The results show the possibility of NMR methods to follow the molecular process causing the disease and allow us to present quantitative procedures to estimate the clinical state of the patients and the results of clinical options. We present the Unilateral Magnetic Resonance as a new method to study Sickle Cell disease considering its portability and new possibilities as new image method.En este trabajo se analizan diferentes aplicaciones de la Resonancia Magnética al estudio de la Anemia de Hematíes Falciformes, incluyendo métodos clásicos y la Resonancia Magnética Unilateral. Las muestras de hemoglobina y sangre total fueron obtenidas a partir de individuos saludables y pacientes con Anemia Drepanocítica. Secuencias de pulso clásicas como spin eco e inversión recuperación fueron utilizadas en los estudios experimentales, el método de STEPR fue utilizado para determinaciones espectrofotométricas de Resonancia Paramagnética Electrónica. Los resultados muestran la posibilidad de los métodos de Resonancia Magnética para estudiar el proceso molecular que causa esta enfermedad y nos permite presentar procedimientos cuantitativos para estimar el estado clínico del paciente y evaluar opciones terapéuticas. Presentamos la Resonancia Magnética Unilateral como un nuevo método para estudiar la Anemia Drepanocítica considerando su portabilidad y nuevas posibilidades como método de imagen