Biol. Chem. Hoppe-Seyler Vol. 366, pp. 589-599, June 1985 The Primary Structure of the Hemoglobin of the Dogfish Shark (Squalus acanthias)* Antagonistic Effects of ATP and Urea on Oxygen Affinity of an Elasmobranch Hemoglobin Heinz AscHAUER a , Roy E. WEBER b  and Gerhard BRAUNITZER* a  Max-Planck-Institut für Biochemie, Abt. Proteinchemie, Martinsried bei München b  Biologisk Institut, Odense Universitet, Odense, Denmark (Received 22 January/24 April 1985) Summary: The amino-acid sequence of the hemoglobin of the Dogfish Shark (Squalus acanthias) is presented. The ex-chains consist of 141 residues and show a Thr/Ser ambiguity at position 3. The ß-chains consist of 142 residues and evidently have no D-helix; they show an Asn/Tyr ambiguity at position 104. Both chains have free N-terminal amino acids. The phylo- genetic distance from the human a- and ß-chains is indicated by 49.3% and 56.2% amino-acid ex- changes. The primary structure is discussed in relation to the oxygen-binding properties of elasmobranch hemoglobin, particularly as regards the antagon- istic effects of urea and ATP, and the effects of proton concentration (the alkaline and acid Bohr effects, and the Root effect). Die Sequenz des Dornhai-Hämoglobins (Squalus acanthias): Der antagonistische Effekt von A TP und Harnstoff auf die Sauerstoffaffinität des Hämoglobins eines Elasmobranchiers Zusammenfassung: Die Aminosäuresequenz des Dornhaies (Squalus acanthias) wurde aufgeklärt. Die -Ketten bestehen aus 141 Resten, wobei in Pos. 3 sowohl Threonin als auch Serin gefunden werden. Die ß-Ketten bestehen aus 142 Resten und besitzen offensichtlich keine D-Helix; in Pos. 104 finden sich sowohl Asparagin als auch Tyrosin. Beide Ketten besitzen freie N-ter- minale Aminosäuren. Die phylogenetische Di- stanz zu den humanen a- und ß-Ketten beträgt 49.3% bzw. 56.2% Aminosäureaustausche. Die Primärstruktur wird diskutiert in bezug auf die sauerstoffbindenden Eigenschaften des Hä- moglobins des Dornhaies unter besonderer Be- rücksichtigung des antagonistischen Effekts zwi- schen Harnstoff und ATP, sowie des Einflusses der Protonenkonzentration (alkalischer und saurer Bohreffekt und Rooteffekt). Key words: Elasmobranchs, hemoglobin, sequence, oxygen, ATP, urea. The hemoglobins of elasmobranchs (cartilaginous fishes) exhibit some striking structural and func- tional characteristics. These include the occur- rence of multiple hemoglobin components, pro- nounced phenotypic differences in the patterns of hemoglobin multiplicity, and polymerization of the tetrameric hemoglobins into octamers or larger aggregates by disulfide bridges 12 » 31 . In the dogfish shark, Squalus acanthias, moreover, the hemoglobin is predominantly dimeric when oxy- Abbreviations: Hepes = 2-[4-(2-hydroxyethyl)-l-piperazineethanesulfonic acid; HPLC = high-performance liquid chromatography; Quadrol =N,N,N ,A^-tetrakis(2-hydroxypropyl)ethylenediamine; Reagent I = sodium 4-(isothiocyanato)benzenesul- fonate; Reagent IV = trisodium 7-(isothiocyanato)naphthalene-l,3,5-trisulfonate; TosPheCh 2 Cl = (Af-tosyl-L-phenyl- alanyl)chloromethane. * 81st Communication on hemoglobins; 80th communication see refJ 1 1. Copyright © by Walter de Gruyter & Co · Berlin · New York Brought to you by | Purdue University Libraries Authenticated Download Date | 5/27/15 8:06 PM