تترافق أكسجة الهيموجلوبين بتغيرات كبيرة في هيئته الفراغية

يترافق ارتباط الاكسجين بالهيموجلوبين مع تمزق الروابط الملحية بين النهايات الكربوكسيلية لوحيداته الأربعة (الشكل 7-9) معا يسهل ارتباط الاكسجين التالي لأنه يتطلب تمزيق عدد أقل من الروابط الملحية. تغير هذه التبدلات البنى الثانوية والثالثية والرابعية بشكل ملحوظ حيث يدور أحد أزواج الوحيدات ألفا / بيتا بالنسبة إلى الزوج ألفا/ بيتا الآخر، فيزداد اكتناز رباعي القسيمات وتزداد ألفة جزيئات الهيم للأكسجين (الشكلان 7-10 و 7-11).

توصف البنية الرباعية لهميموجلوبين المؤكسج جزئيا بالحالة المشدودة (Taut ”T“) وللهيموجلوبين المؤكسج (HbO₂) بالحالة المسترخية (”Relaxed “R) (الشكل 12-7). كما يستخدم هذا الوصف لتمييز البنى الرابعية للإنزيمات التفارغية، حيث تكون الألفة نتجاه للركيزة أخفض فى الحالة T.

الشكل 7-9: الروابط الملحية بين الوحيدات وضمنها في الديوكسي هيموجلوبين، وتضطرب هذه التآثرات غير التساهمية او الكهربية الساكنة عند الاكسجة.

الشكل 7-10 : خلال نحول الشكل T للهيموجلوبين إلى الشكل R، يدور

أحد أزواج الوحيدات الثابتة (ألفا2 / بيتا2) نحو 51 نسبة إلى الزوج الثابت الآخر _ألفا1 / بيتا1). ولا يكون محور الدوران مركزياً، وينزاح الزوج (ألفاً2 / بيتا2) باتحاه المحور. وفي المخطط، لم يظلل الزوج (ألفا, / بيتا1)، وترك ثابتاً، وأما الزوج (ألفا2/ بيتا2) فيدور وينزاح.19

الشكل 7-11 : التغيرات الطارئة على تماس ألفا1 مع بيتا2 خلال الأكسجة. «ينزلق» التماس من منطقة معشقة إلى أخرى متضمناً الانتقال من رابطة هيدروجينية إلى أخرى. وتكون الروابط الأخرى لاقطبية.

الشكل 7-12 : يصبح الانتقال من البنية T إلى البنية R أكثر احتمالا عندما تتأكسج كل من مجموعات الهيم من الهيموجلوبين الرباعي. وفي هذا النموذج، تتكسر الروابط الملحية (الخطوط الدقيقة) التي تربط الوحيدات في البنية T مع إضافة الأكسجين، وحتى تلك الروابط الملحية التي لم تختل (الخطوط المتموجة) تصبح ضعيفة أيضا؛ ولا يحصل الانتقال من T إلى R بعد ارتباط عدل معين من جزيئات الأكسجين، ولكن يصبح أكثر احتمالا مع كل ارتباط للأكسجين، ويتأثر الانتقال بين البنيتين بعدة عوامل بما فيها البروتونات وثاني أكسيد الكربون والكلوريد و BPG. وكلما كان تركيزها أعلى وجب أن يرتبط الأكسجين بنسبة أكبر حتى يحرض الانتقال. ولا يظهر الشكل جزيئات مؤكسجة كليا فى البنية T أو جزيئات غير مؤكسجة كليا في البنية R، لأن كليهما غير مستقر بحيث لا يمكن وجوده بأعداد ملحوظة.