Hémérythrine
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L'hémérythrine est une métalloprotéine oligomérique assurant le transport de l'oxygène O2 chez des invertébrés marins tels que les siponcles, les priapulides, les brachiopodes et chez un unique genre de polychètes, Magelona. La myohémérythrine est une métalloprotéine monomérique présente dans les muscles de ces invertébrés marins. Hémérythrine et myohémérythrine sont essentiellement incolores lorsqu'elles sont désoxygénées, et virent au rose violacé lorsqu'elles sont oxygénées.
Le mécanisme de liaison de l'oxygène à cette protéine est inhabituel, et très différent de celui par exemple des hémoprotéines telles que l'hémoglobine ou la myoglobine. La plupart des transporteurs d'oxygène forment un ou plusieurs complexes métalliques entre un ou plusieurs groupes prosthétiques à métal de transition et une ou plusieurs molécules d'oxygène, tandis que l'hémérythrine transporte l'oxygène en formant un hydroperoxyde ROOH. Le site de liaison à l'oxygène consiste en une paire de cations de fer. Ceux-ci sont liés à la protéine à travers la chaîne latérale carboxylate de résidus de glutamate et d'aspartate ainsi qu'à travers cinq résidus d'histidine. L'hémérythrine et la myohémérythrine sont souvent décrites en fonction de l'état d'oxydation et de liaison de leurs cations de fer :
Fe2+–OH–Fe2+ désoxyhémérythrine (réduite) Fe2+–OH–Fe3+ semi-méthémérythrine Fe3+–O–Fe3+–OOH− oxyhémérythrine (oxydée) Fe3+–OH–Fe3+– (tout autre ligand) méthémérythrine (oxydée)
La liaison de l'oxygène à l'hémérythrine s'accompagne de l'oxydation à deux électrons des deux cations de fer ferreux Fe2+ pour donner deux cations de fer ferrique Fe3+ sont l'un est lié à un hydroperoxyde –OOH. Ce mécanisme est décrit par le schéma ci-dessous :
L'un des deux cations ferreux est hexacoordonné tandis que l'autre est pentacoordonné. Ces deux cations sont liés par un hydroxyle formant un pont entre les deux. Une molécule d'oxygène s'insère entre l'atome d'hydrogène de cet hydroxyle et le cation ferreux pentacoordonné pour combler la position laissée vacante sur ce dernier, tandis que les cations ferreux sont oxydés en cations ferriques[1],[2].
