Eritrocruorina

Qué es la eritrocruorina

El nombre procede del griego ἐρυθρός (erythrós, "rojo") y del latín cruor ("sangre", en su acepción de sangre vertida o líquido sanguíneo), con el sufijo -ina propio de las proteínas. La combinación describe, de forma bastante gráfica, el pigmento rojo que da color a la sangre de estos invertebrados. En la literatura anglosajona se emplea erythrocruorin, aunque también se la denomina hemoglobina hexagonal bicapa (hexagonal bilayer hemoglobin) por la disposición espacial de sus subunidades.

Se trata de uno de los complejos proteicos más grandes que se conocen en la naturaleza: la eritrocruorina de Lumbricus terrestris (la lombriz de tierra común) alcanza una masa molecular de aproximadamente 3,6 millones de daltons y está compuesta por 180 subunidades. De ellas, 144 son cadenas de hemoglobina que contienen un grupo hemo cada una y se disponen en doce dodecámeros periféricos; las 36 restantes son subunidades de enlace, sin capacidad de unir oxígeno, que forman el armazón central del complejo y lo estabilizan.

Relevancia histórica en biología de proteínas

La eritrocruorina de Lumbricus terrestris tiene un lugar singular en la historia de la bioquímica estructural. Fue la primera proteína de la que se obtuvieron cristales, en 1840, décadas antes de que existieran técnicas capaces de resolver su estructura. Theodor Svedberg la utilizó en sus primeros experimentos de ultracentrifugación analítica a comienzos del siglo XX para determinar masas moleculares de macromoléculas biológicas. También fue objeto temprano de estudio mediante microscopía electrónica, donde su forma hexagonal bicapa resultó particularmente reconocible.

Unión cooperativa al oxígeno

Las eritrocruorinas muestran cooperatividad en la unión al oxígeno, un comportamiento análogo al de la hemoglobina tetramérica de los vertebrados pero mucho más pronunciado: los coeficientes de Hill descritos para algunas eritrocruorinas de anélidos alcanzan valores cercanos a 8, lo que implica una transición muy abrupta entre los estados de baja y alta afinidad por el oxígeno. Esta cooperatividad elevada permite un transporte eficiente de oxígeno en organismos cuyas demandas metabólicas son menores que las de los vertebrados, pero que carecen de eritrocitos para encapsular el pigmento.

En los últimos años, la estabilidad y el gran tamaño de estas proteínas han despertado interés como posibles sustitutos sanguíneos basados en hemoglobina (HBOCs). Estudios preclínicos con eritrocruorina de Lumbricus terrestris y de Arenicola marina (un poliqueto marino) han mostrado que resisten la disociación, la oxidación y la dioxigenación por óxido nítrico mejor que las hemoglobinas de mamíferos modificadas, aunque su uso en humanos sigue siendo experimental.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra eritrocruorina?

Del griego ἐρυθρός (erythrós, "rojo") y el latín cruor ("sangre"), más el sufijo -ina. Describe el pigmento rojo de la sangre de ciertos invertebrados.

¿Es la eritrocruorina una forma de hemoglobina?

Sí y no. Contiene subunidades de hemoglobina con grupos hemo funcionales, pero se organiza en complejos extraordinariamente grandes (hasta 3,6 millones de daltons) que no tienen equivalente en los vertebrados. Algunos autores la clasifican como una hemoglobina gigante extracelular, mientras que otros prefieren considerarla una categoría aparte precisamente por su arquitectura.

¿Tiene relevancia clínica en medicina humana?

No de forma directa. Los seres humanos no poseen eritrocruorina. Sin embargo, la investigación en sustitutos sanguíneos ha explorado eritrocruorinas de anélidos como candidatas a transportadores de oxígeno artificiales, dada su estabilidad y su resistencia a la oxidación. Los ensayos se encuentran aún en fase preclínica.

Referencias

1. Royer WE et al. Structural hierarchy in erythrocruorin, the giant respiratory assemblage of annelids. PNAS. 2000;97(13):7107-7111.
2. Royer WE et al. Crystal Structure of the Hemoglobin Dodecamer from Lumbricus Erythrocruorin. J Mol Biol. 2006;344(1):75-91.
3. Wikipedia. Eritrocruorina.
4. Kuchumov AR et al. Low Resolution Crystal Structure of Arenicola Erythrocruorin. J Mol Biol. 2007;365(4):1046-1054.