(His)6 -tag recombinant hemoglobin I from Lucina Pectinata: A novel hydrogen sulfide protein donor

Abstract

Hydrogen Sulfide (H2S) is a gasotransmitter involved in physiological and pathological processes in humans and animals. It is produced endogenously in humans through enzymatic pathways. H2S is associated with the proliferation or inhibition of diseases such as cancer, Alzheimer's, diabetes, and cardiovascular diseases at unknown H2S concentrations. Biochemical and physiological studies of H2S has been realized using compounds that mimic the production of physiological H2S in biological samples for its therapeutic attribution known as H2S donors, but these have shown some disadvantages. Therefore, it is crucial to find a reliable H2S-releasing compound that functions in vitro and in vivo studies with reliable characteristics and controllable properties for better understanding the attribution of H2S in physiological processes, which still unclear. Hemoglobin I from the clam Lucina Pectinata, it was used for the delivery of H2S in vitro to obtain a reliable H2S donor at physiological conditions using spectroscopic techniques. UV-Vis spectroscopic, kinetic experiments of (His)6Tag rHbI(FeIII)-SH2 complex under physiological parameters (pH 7.4, Kreb’s buffer solution, oxygen exposure, temperature 37.0ºC) have shown very slow dissociation rate constants (koff) and long half-life (t1/2). These results demonstrate the slow-released and high affinity of the H2S to the active site of the protein under these conditions, proving that this H2S-delivery protein complex could lead us to the generation of new therapies based on H2S.

Sulfuro de hidrógeno (H2S) es un gasotransmisor implicado en procesos fisiológicos y patológicos en humanos y animales. Se produce endógenamente en los seres humanos a través de vías enzimáticas. H2S se asocia a la proliferación y/o inhibición de enfermedades como el cáncer, Alzheimer, diabetes, y enfermedades cardiovasculares en concentraciones desconocidas de H2S. Los estudios bioquímicos y fisiológicos de H2S se han realizado utilizando compuestos que imitan la producción fisiológica de H2S en muestras biológicas para su atribución terapéutica conocida como donadores de H2S, pero estos han mostrado desventajas. Por lo tanto, es crucial encontrar un compuesto confiable de liberación de H2S que funcione tanto en estudios in vitro como in vivo con características confiables y propiedades controlables para una mejor comprensión de la atribución de H2S en procesos fisiológicos que aún no están claros. Estudiamos la viabilidad de la proteína Hemoglobina I de la almeja Lucina Pectinata para la entrega de H2S in vitro para obtener un donante de H2S novedoso y confiable en condiciones fisiológicas utilizando técnicas espectroscópicas. Experimentos cinéticos en UV-Vis del complejo (His)6Tag rHbI(FeIII)-SH2 bajo parámetros fisiológicos (pH 7.4, solución de Kreb’s, exposición al oxígeno, temperatura 37.0ºC) han mostrado constantes de tasa de disociación muy pequeñas (koff) y una vida media larga (t1/2). Estos resultados demuestran la liberación lenta y la alta afinidad del H2S con el sitio activo de la proteína en estas condiciones, demostrando que este complejo proteico de entrega de H2S podría llevarnos a la generación de nuevas terapias basadas en H2S.