Hemoglobin-elektrofores skiljer hemoglobinvarianter efter laddning och storlek. HbS (sickelcellshamoglobin) migrerar långsammare än HbA (normal vuxenhamoglobin) på grund av en enda aminosyrasubstitution (β6 Glu→Val) som förändrar dess fysikalisk-kemiska egenskaper.
Molekylär grund
- HbA: α₂β₂; β-kedjan har glutaminsyra (negativt laddad) vid position 6.
- HbS: α₂β₂ˢ; valin (neutral, hydrofob) ersätter glutaminsyran.
Varför HbS migrerar långsammare (anod till katod i alkaliskt gel)
- Minskat netto negativt laddning: Förlust av en negativ laddning per β-kedja (två per tetramer) → svagare tilldragning till anoden → långsammare migration.
- Polymerisering och storlek: Deoxygenerat HbS polymeriserar till långa, stela fibrer (14 strängar). Även i oxygenerat tillstånd (under elektrofores) har HbS större benägenhet att associera, vilket ökar den effektiva molekylära storleken och hydrodynamiska motståndet.
- Förändrad konformation: Valin skapar en hydrofob yta på β-kedjan, vilket främjar intermolekulära interaktioner och minskar lösligheten.
- Interaktioner med gelmatrisen: HbS-polymerer interagerar mer med agaros/celluloseacetat-porer, vilket ökar friktionsmotståndet.
Elektroforesmönster
- HbAA (normal): Enkel snabb band (HbA).
- HbAS (sickelcellsegenskap): Två band: HbA (snabb, ~60%) och HbS (långsam, ~40%). HbA2 syns också (~3,5%).
- HbSS (sickelcellsanemi): Dominant HbS-band; HbF (fetal hamoglobin) kan vara förhöjt (5–20%); inget HbA.
- HbSC-sjukdom: HbS- och HbC-band (HbC migrerar långsammast/nära origo i alkaliskt gel).
Klinisk användning
Elektrofores (eller HPLC, isoelektrisk fokusering) är guldstandarden för diagnostik av sickelcellsegenskap/sjukdom, nyföddscreening och prenatal diagnostik. Den skiljer HbS från andra varianter (HbC, HbE, HbD, HbG) med liknande mobilitet i vissa system.
