Hvorfor HbS migrerer langsommere end HbA ved hemoglobin-elektroforese

Hemoglobin-elektroforese adskiller hemoglobin-varianter efter ladning og størrelse. HbS (sichel-celle-hæmoglobin) migrerer langsommere end HbA (normal voksen hæmoglobin) på grund af en enkelt amino-syre-substitution (β6 Glu→Val), der ændrer dets fysikokemiske egenskaber.

Molekylær basis

• HbA: α₂β₂; β-kæde har glutaminsyre (negativt ladet) i position 6.
• HbS: α₂β₂ˢ; valin (neutralt, hydrofobt) erstatter glutaminsyre.

Hvorfor HbS migrerer langsommere (anode til katode i alkalisk gel)

1. Reduceret netto negativ ladning: Tab af én negativ ladning per β-kæde (to per tetramer) → svækkere tiltrækning til anode → langsommere migration.
2. Polymereisering & størrelse: Deoxygeneret HbS polymereiserer til lange, rige fibre (14 strænge). Selv i oxygeneret tilstand (under elektroforese) har HbS højere tendens til at associeres, øger effektiv molekylær størrelse og hydrodynamisk modstand.
3. Ændret konformation: Valin skaber et hydrofobt flade på β-kæde-overfladen, fremmer intermolekulære interaktioner og reducerer løselighed.
4. Gel-matrix interaktioner: HbS-polymerer interagerer mere med agaros/cellulose-acetat porer, øger friktions-modstand.

Elektroforese-mønstre

• HbAA (normal): Enkelt hurtig bånd (HbA).
• HbAS (sichel-celle-anlæg): To bånd: HbA (hurtig, ~60%) og HbS (langsom, ~40%). HbA2 også synlig (~3,5%).
• HbSS (sichel-celle-sygdom): Major HbS-bånd; HbF (føtal hæmoglobin) kan være forhøjet (5–20%); ingen HbA.
• HbSC-sygdom: HbS og HbC-bånd (HbC migrerer langsomst/nær oprindelse i alkalisk gel).

Klinisk anvendelighed

Elektroforese (eller HPLC, isoelektrisk fokusering) er guldstandard til diagnostik af sichel-celle-anlæg/sygdom, nyfødte-screening og prænatal diagnostik. Det skelner HbS fra andre varianter (HbC, HbE, HbD, HbG) med lignende mobilitet i nogle systemer.