Subunit hemoglobin beta

Hemoglobin subunit beta (beta globin, β-globin) ialah sebuah protein globin yang dikodkan oleh gen HBB, dan bersama dengan globin alfa (HBA), membentuk bentuk hemoglobin yang paling biasa pada manusia dewasa, hemoglobin A (HbA). Panjangnya ialah 147 asid amino dan mempunyai berat molekul 15,867 Da. HbA manusia dewasa normal ialah heterotetramer yang terdiri daripada dua rantai alfa dan dua rantai beta.

HBB dikodkan oleh gen HBB di kromosom manusia 11. Mutasi dalam gen menghasilkan beberapa varian protein yang dikaitkan dengan gangguan genetik seperti penyakit sel sabit dan talasemia beta serta ciri-ciri bermanfaat seperti ketahanan genetik terhadap malaria. Sekurang-kurangnya 50 mutasi penyebab penyakit dalam gen ini telah ditemui.

Lokus gen 
Protein HBB dihasilkan oleh gen HBB yang terletak dalam lokus multigen lokus β-globin di kromosom 11, khususnya pada kedudukan lengan pendek 15.4. Ekspresi globin beta dan globin jiran dalam lokus β-globin dikawal oleh kawasan kawalan lokus tunggal (LCR), elemen pengawalseliaan yang paling penting dalam lokus yang terletak di hulu gen globin. Varian alel biasa ialah 1600 pasangan bes (bp) panjang dan mengandungi tiga ekson. Susunan gen dalam kelompok globin beta ialah 5' - epsilon - gama-G - gama-A - delta - beta - 3'.

Interaksi 
HBB berinteraksi dengan Hemoglobin alfa 1 (HBA1) untuk membentuk hemoglobin A, hemoglobin utama manusia dewasa. Interaksi terlibat adalah ganda dua. Pertama, satu HBB dan satu HBA1 bergabung secara bukan kovalen untuk membentuk dimer. Selepas itu, dua dimer bergabung untuk membentuk tetramer lalu menjadi hemolglobin berfungsi.

Gangguan genetik berkaitan

Talasemia beta 
Talasemia beta ialah mutasi genetik yang diwarisi dalam satu (talasemia beta minor) atau kedua-duanya (talasemia beta major) alel globin beta di kromosom 11. Alel mutan dibahagikan kepada dua kumpulan: β0, di mana tiada β-globin berfungsi dihasilkan, dan β+, di mana sejumlah kecil protein β-globin normal dihasilkan. Talasemia beta minor berlaku apabila seseorang individu mewarisi satu alel beta normal dan satu alel beta abnormal (sama ada β0, atau β+). Talasemia beta minor mengakibatkan anemia mikrosit ringan yang selalunya tak bergejala atau boleh menyebabkan keletihan dan atau kulit pucat. Talasemia beta major berlaku apabila seseorang mewarisi dua alel abnormal. Ini boleh sama ada dua alel β+, dua alel β0, atau satu daripada setiap satu. Talasemia beta major ialah masalah perubatan yang teruk. Anemia yang teruk dapat dilihat bermula pada usia 6 bulan. Tanpa rawatan perubatan, kematian sering berlaku sebelum umur 12 tahun. Talasemia beta major boleh dirawat dengan pemindahan darah sepanjang hayat atau pemindahan sumsum tulang.

Menurut kajian baru-baru ini, mutasi hentian Gln40stop dalam gen HBB ialah punca biasa talasemia beta resesif autosom dalam kalangan orang Sardinia (hampir eksklusif di Sardinia). Pembawa mutasi ini menunjukkan bilangan sel darah merah yang dipertingkatkan. Mutasi yang sama juga dikaitkan dengan penurunan paras LDL serum dalam pembawa, dan disangka pengkaji bahawa ini disebabkan oleh keperluan kolesterol untuk menjana semula membran sel.

Penyakit sel sabit 
Lebih seribu varian HBB semulajadi telah ditemui. Jenis paling biasa ialah HbS yang menyebabkan penyakit sel sabit. HbS dihasilkan oleh mutasi titik dalam HBB di mana kodon GAG digantikan oleh GTG. Ini mengakibatkan penggantian asid glutamik hidrofilik dengan valina bersifat hidrofobik di kedudukan keenam (β6Glu→Val). Penggantian ini mewujudkan kawasan hidrofobik di luar protein yang melekat pada kawasan hidrofobik rantai beta molekul hemoglobin bersebelahan. Ini seterusnya menyebabkan penggumpalan molekul HbS menjadi gentian tegar, menyebabkan terbitan "sabit" keseluruhan sel darah merah dalam keadaan homozigot (HbS/HbS). Alel homozigot telah menjadi salah satu faktor genetik yang paling membawa maut, manakala pembawa heterozigot mutan (HbS/HbA) tahan terhadap malaria dan mengalami kesan minimum anemia.

Hemoglobin C 
Penyakit sel sabit berkait rapat dengan hemoglobin mutan lain yang dipanggil hemoglobin C (HbC) kerana ia boleh diwarisi bersama. Mutasi HbC berada pada kedudukan yang sama dalam HbS, tetapi asid glutamat digantikan oleh lisina (β6Glu→Lys). Mutasi ini sangat lazim dalam populasi Afrika Barat. HbC menyediakan perlindungan hampir penuh terhadap Plasmodium falciparum dalam individu homozigot (CC) dan perlindungan sederhana dalam individu heterozigot (AC). Ini menunjukkan bahawa HbC mempunyai pengaruh yang lebih kuat daripada HbS, dan diramalkan menggantikan HbS di kawasan endemik malaria.

Hemoglobin E 
Satu lagi mutasi titik dalam HBB, di mana asid glutamat digantikan dengan lisina di kedudukan 26 (β26Glu→Lys), membawa kepada pembentukan hemoglobin E (HbE). HbE mempunyai persatuan α- dan β-globin yang sangat tidak stabil. Walaupun protein tidak stabil itu sendiri mempunyai kesan ringan, apabila ia diwarisi dengan ciri HbS dan talasemia, ia bertukar menjadi bentuk β-talasemia yang mengancam nyawa. Mutasi ini adalah agak baharu, menunjukkan bahawa ia terhasil daripada tekanan terpilih terhadap malaria Plasmodium falciparum yang teruk kerana alel heterozigot menghalang perkembangan malaria.

Evolusi manusia 
Malaria akibat Plasmodium falciparum ialah satu faktor terpilih utama dalam evolusi manusia. Ia telah mempengaruhi mutasi dalam HBB di pelbagai peringkat yang mengakibatkan kewujudan banyak varian HBB. Sesetengah mutasi ini tidak secara langsung membawa maut dan sebaliknya memberikan ketahanan terhadap malaria, terutamanya di Afrika, di mana malaria adalah berleluasa. Orang keturunan Afrika telah berkembang untuk mempunyai kadar HBB mutan yang lebih tinggi kerana individu heterozigot mempunyai sel darah merah yang berlainan bentuk lalu menghalang serangan daripada parasit malaria. Oleh itu, mutan HBB adalah sumber pemilihan positif di kawasan ini dan penting untuk kelangsungan hidup jangka panjang mereka. Penanda pemilihan sedemikian penting untuk mengesan keturunan manusia dan pempelbagaian dari Afrika.

Lihat juga 
 Subunit hemoglobin alfa

Rujukan

Pautan luar 
 
 

Hemoglobin