Klin. Wsehr. 50, 907--909 (1972) © by Springer~Verlag 1972

Eigenschaften des instabilen Hb Wien

Enno Kleihauer und Klaus Betke

Department ffir Kinderheilkunde tier Universitiit UIm und Kinderklinik tier UniversitKt Miinchen

Properties o] the Unstable Haemoglobin Variant Hb Wien. Summary. Report on some properties of "Hb Wien",

a fast moving, unstable hemoglobin first described in 1966 by Kleihauer, Betke and Pietsehmann. The methemoglobin spectrum is only slightly different from HbAx; methemo- globin formation resembles that of normal hemoglobin. On heat denaturation (phosphate buffered cyanmethemo- globin) I-Ib Wien is as stable as HbA1 indicating the stabilizing effect of ligand binding with cyanide. ItbA 2 was within normal limits.

Key words: Hb Wien - - Properties.

Zusammen/assung. Hb Wien besitzt als elektrophoretisch schnell wanderndes instabiles HEmoglobin im Vergleich zu manchen anderen instabilen Varianten einige abweichende Eigenschaften. Diese bestehen in kaum erhShter Spontan- oxydation und einem praktisch normalen Meth/~moglobin- spektrum. Die in der Cyanmeth~moglobinform nicht vom ttbA 1 abweichende Hitzeempfindlichkeit ist wahrscheinlich auf den stabilisierenden Effekt der Ligandenbildung mit Cyanid zuriickzufiihren. Das fetale Hgmoglobin entspricht quantitativ und in der intracellul/iren Verteilung anderen bei instabilen Varianten mi~geteilten Befunden. Das HbA2 ist normal.

Schli~sselwgrter: lib Wien-Eigenschaften.

Unter den anomMen H/~moglobinen nehmen die instabilen Strukturvarianten auch im Hinbliek auf die Auspr/~gung eines hgmatologisehen Krankheitsbildes eine Sonderstellung ein: Bereits im heterocygoten Zu- stand besteht eine h/imolytisehe An~mie oder ein kompensierter h/~motytischer Prozeg (1)bersieht bei Carrell u. Lehmann, 1969). Substitution oder Deletion von Aminos/iuren sind im Vergleieh zu anderen An- omalien besonderer Art. Sie betreffen die Kontakte zwisehen H/ira und Globin oder die zwisehen nieht- identisehen Polypeptidketten. Weiterhin kSnnen in- stabile Varianten dutch Defekte in jenen Positionen entstehen, die fiir die Mlgemeine Struktursta;bilitgt des Molekiils essentiell sind (Perutz u. Lehmann, 1968), so z.B. wenn eine in das Molek/il-Innere geriehtete niehtpolare Aminos/~ure dutch eine polare Aminos/~ure ersetzt ist, was zu Spannungen innerhalb des Molektils f/ihren mul3.

Ein instabiler Blutfarbstoff kann intraerythro- eyt/~r a.nch ohne Einwh-kung oxydativer Noxen spon- tan denaturieren. Die Praeipitate werden im allge- meinen mit Vitalfarbstoffen sichtbar gemaeht; auch die saute Elution eignet sieh zum Nachweis pr/~eipi- tierter InnenkSrper (Jacobi et aI., 1967; Schneider et al., 1969; Kleihauer, 1971). Bei vielen Patienten warden die Innenk6rper in grSBerer Zahl erst nach Splenektomie sichtbar. Weitere Charakteristika, man- char instabiler Varianten sind eine erhShte Spontan- oxydation (Jacobi et al., 1967; Kleihauer et al., 1968; Steadman et al., 1970) und ein ver/~ndertes MetMmo- globinspektrmn (KMhauer, 1966). Austauseh oder Deletion yon Amh~os~uren best immen die elektrisehe Ladung des Molekfils und damit die elektrophoretische Nachweisbarkeit. Das in dieser Beziehung h~ufige identisehe Verhalten mit HbA 1 erfordert bei Verdaeht auf instabile Varianten Elektrophoresen bei ver- sehiedenem p H mit 0xy-, Met- und CyanmetMmo-

globin (Steadman et al., 1970). Als screening hut sich die Hitzedenaturierung bew~hrt, mit der erstmals yon Betke et aI. (1960) fiir H b H und yon Hitzig et aI. (1960) fiir Hb Ziirich eine Strukturinstabilit~t nach- gewiesen wurde. Heute gehSren die Hitzedenaturie- rungsteste nach Daeie et al. (1964), Betke et al. (1960) oder Ueda et M. (1970) zu iiblichen diagnostisehen Methoden.

t fb Wien wurde 1966 yon Kleihauer, Betke u. Pietsehmann bei dem yon Braunsteiner et al. (1964) beschriebenen Patienten (H.Tr.) als in_stabiles H/imo- globin entdeckt und als I t b Wien bezeiehnet. Je tz t vorliegende Publikationen (Perutz u. LehInann, 1968; Pietsehmann et al., 1971 a, b) weisen I Ib Wien als eine Anomalie mit einem Austauseh yon Tyrosin in Posi- tion 130 der fl-Kette (I-I 8) gegen Asparagins/~ure aus.

Die yon Pietsehmann et al. (1971a, b) und von Perutz u. Lehmann (1968) mitgeteilten Befunde k6n- nan wit durch 1966 ermittelte Daten erggnzen.

1. Elektrophorese. I m Stgrkeblock (pH 8,6) und Starkegel (pit 9,0) wandert Hb Wien zwischen HbA a und H b I (Abb. 1). Dieser Befund wurde jetzt yon Pietschmann et al. (1971a) mittels Aerylamidelektro- phorese best/~tigt. Die rasehe Wanderungsgeschwindig- keit ist naeh tier Art des Aminosaurenaustausehes zu erwarten (Perutz u. Lehmann, 1968). Quanti tat iv wurden aus der Anftrennung im St~rkeblock folgende Werte ermittelt: HbA 2 2,5%; Hb Wien 24,2%; HbA 1 73,3%; im HbA1 sind 2,9% I t b F enthMten (s.u.).

2. Methgmoglobin. Die Methgmoglobinkonzentra- tion in gewaschenen and hgmolysierten Erythrocyten betrug naeh 48sttindigem Transport 2,9%. Dieser Weft erh6hte sich nach Ausschiitteln der H/imolysate mit Tetrachlorkohlenstoff auf 4,9 %. Hieraus lggt sich sehhegen, dag H b Wien im Gegensatz zu manehen anderen instabilen Varianten kaum eine Neigung zu

908 E. Kleihauer et al. : Eigenschaften des instabilen Hb Wien Klin. Wschr.

®

HbI Hb Wien

HbA 1 HbA 1

HbA2 HbA 2

. . . . . . Stort ( ~ l

Abb. 1. Stiirkege]clektrophoresc, pH9,0. Von ]inks naeh rechts: H b A + H b Wien (Proband), HbA (Kontrollblut),

Proband, HbA -~ HbI

Q5

0,4

0.3 L~

x UJ

Q2

/ / ,.

Hb Z i j r i c h / z ,

/ . / / /

Hb Wien x /

I / ..~ . t • l .o*"

650 600 540 500nm Wei[enldnge

Abb. 2. Vergleich der Spektralkurven yon aus dem S~rke- block isoliertem ttb Ziirich, Hb Wien und HbA 1 in der Met-

hiimoglobinform bei pH 6,8 in 0,1 )/[ Phosphatpuffer

erhShter Spontanoxyda t ion bcsitzt, da iihnliche Werte auch bei Kontrol lblutproben erhalten wurden.

3. Methiimoglobinspe/ctrum. Nach Umwandlung yon isoliertem H b Wien mit Kaliumferrieyanid in Met- hi~moglobin ergaben sich bei der Spektralanalyse nur sehr geringe Abweiehungen vom H b A 1 (Abb. 2). Von z~hlreiehen anderen instabilen Varianten sind Ver- ~ndernngen bekannt , wie sie ffir Hb Zfirieh und Hb Freiburg (Jones et ah, t966; Kleihauer, 1966) charak- teristisch sind.

4. Fetales H~imogtobin. Der mit der Alkalidenatu- rierung best immte (Betke et ah, 1959) prozentuale Anteil art H b F ergab einen Wer t von 2,9%. In den Elnt ionspr~paraten (Kleihauer et al., 1957; Betke u. Kleihauer, 1958) land sieh eine ungleichm&13ige Ver- teilung yon H b F mit gleichzeitiger Darstellung tier

Tabelle 1. Vergleich der relativen Denaturierungsgeschwindig- keit versehiedener anomaler H~moglobine. Temp. 70°C; 200rag-% Cyanmethamoglobin in 0 ,1~ Phosphatpnffer, pH6,8 (die Hb Ziirich-Probe wurde uns freundlicherwcise yon Herin Prof. Dr. Hitzig, Kinderspital Ziirich, zur Ver-

f~igung gestellt)

HbA 1 1.0 Hb Zfirich 3.5 HbS 2.4 Hb Wien 1.0 HbI 1.0

InnenkSrper in den eluierten Ery throcy ten . Sowohl ausgepr~gte HbF-ErhShungen, als aueh das Siehtbar- werden nieht eluierb~rer Precipi tate sind bei Vorliegen instabiler Hi~moglobine bekannte Phi~nomene (Jacobi et al., i967; Schneider et al., 1969; Kleihauer, 1971).

5. Die Hitzedenaturierung ergab fiir isoliertes Hb Wien in der Cyanmeth~mogtobinform in 0,1 M Phos- phatpuffer (pH 6,8) bei 70,0°C keinen Unterschied gegenfiber dem H b A 1 des Probanden (Tabelle 1). Perutz u. Lehmann (1968) bcrichten dagegen fiber eine Instabfl i t£t nach der Methode yon Dacie et a]. (1964) bei 50°C. Diese differenten Ergebnisse lassen sich wahrscheinlich nur fiber den stabilisierenden Effekt der Ligandenbildung mit Cyanid erkli~ren (]~ieder, 1970; Kleihauer u. Gordon, 1969).

~fit Unterstiitzung der Deutsehen Forschungsgemein- schaft (Be 100/23 und Kl 169/5).

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Prof. Dr. Enno Kleihaner Department fiir Kinderheilknnde der Universit~t Ulm D-7900 Ulm Prittwitzstr. 43 Bundesrepublik Deutschland

Prof. Dr. Klaus Betke Universit~ts-Kinderklinik D-8000 Miinchen 15 Lindwurmstr. 4 Bundesrepublik Deutschland

63a Klin. Wschr, 50. JM~rg.