Biokhimia_T1_Strayer_L_1984 (1123302), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Этому вопросу посвящена следую1цая глава. Заключение Миоглобин н гемоглобин-белки, выполняющие у позвоночных роль переносчиков кислорода. Миоглобин облегчает перенос кислорода в мышцах и обеспечивает его накопление в этой ткани. Гемоглобин, находящийся в эритроцитах, является переносчиком кислорода в крови. Способность этих белков связывать кислород обусловлена наличием в их молекуле прочно связанной простетической группы гема. Гем представляет собой заме1ценный порфирии с центрально расположенным атомом железа.
Железо в геме может быть в ферроформе (+ 2) илн ферриформе (+ 3). Только ферроформа способна связывать О . Миоглобин представлен одной полипептидной цепью, состоящей из 153 аминокислотных остатков (17,8 кДа), и имеет компактную форму. Во внутренней части молекулы находятся почти исключительно непояярные остатки, тогда как снаружи рас- Часп 1 Конформацня и динамика Рис. 3.27.
В16 Перекрест цепей В и Е в миоглобине. В положении Вб практически всегда стоит глицин, поскольку для более длинной, чем у глицнна, боковой цепи нет места. положены и полярные, и неполярные аминокислотные остатки. Около 75;4 полипептидной цепи имеет структуру и-спирали, причем имеется 8 спирализоваиных участков. Единственный феррогем локализован в не- полярной нише, что защищает его от окисления в ферриформу. Атом железа в геме непосредственно связан с атомом азота боковой цепи гистидина. Этот проксимальный гистидин (Г8) занимает пятое координационное положение.
Шестое координационное положение по другую сторону плоскости гема — это участок связывания О,. Второй гистидин, называемый дистальным (Е7), расположен непосредственно рядом с этим участком. Прокснмальный гистидин повышает сродство гема х кислороду, а дистальный гистидин оказывает стерический эффект, снижая связывание оксида углерода. Дистальный гистидин и другие амннокислотные остатки вблизи шестого координационного положения подавляют также окисление гема в ферри- форму.
Из смеси денатурированного (с развернутой структурой) апомиоглобина и гема можно получить функционально активный миоглобин. Такой опыт по ренатурации показывает, что конформация миоглобина а- н б-цепей гемоглобина н миоглобина обладают поразительным сходством, несмотря на болыцие различия в последовательности аминокислотных остатков. Сравнение последовательности аминокислот в гемоглобннах многих видов животных показало, что положение девяти аминокислот остается во всех случаях практически инвариантным. К этой группе консервативных амииокислотных остатков относится несколько остатков, расположенных вблизи тема, в частности прокснмальный и листальный гистидииы. Консервативным свойством является также выраженная не- полярность внутренней части структуры кажлой субъединицы.
предопрелелена последовательностью аминокислот в нем; аналогичное явление впервые было установлено в отношении рибонуклеазы. Во внутренней части молекулы миоглобииа сгруппированы неполярные пминокислотные остатки, что, по-видимому, обеспечивает взаимное притяжение, необходимое для образования свернутой компактной структуры. Гемоглобин состоит из четырех полипептидных цепей, каждая из которых содержит гем. Гемоглобин А-основной гемоглобин взрослого организма — имеет субъединичную структуру цтбэ. Гемоглобин А, — минорный гемоглобин взрослых — имеет состав цтбх, а эмбрионалъный гемоглобин à — аэуэ.
Пространственные структуры РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА рнмкоглобина кашалота; приведены ага ные координаты всех, кроме водорода, атомов в структуре.) Тайало Т., 1977 а!гас!оге оГ шуо81оЬ!п шбпед а! 2,0 А гжо(и!!ап, 1. Мо! Вю!., 110, 537 — 584. (Структурный анализ ферримиоглобина и дезоксимиопюбина каша- лата) РЬЦ)грз Б. Е.
Н, 1978. Б!гоп!иге о( охушуок(оып, На!оге, 273, 247-248. Бгейетмлл И'., И'еЬег Е, 1979. Бггисшге оГ егу!Ьгосгиопп гп дглегеп! 1сйапд яа1ж гейпед а! 1,4 А гжо)ибоп, Г. Мо). Вю1., 127, 309-338. (Струхтурный анализ высокого разрешения мономерного гемоглобина нзсекомьс, пакожего на миоглобнн и гемоглобин.) Регмы М. Р., 1976. Б!пк!ше апд шесЬапюп оГ Ьаешок)оЬ(п, Вп!.
Мед. Вий., 32, 195 208. Реяатурапвя мжм.лебена Ногпгом Б. С., В(ои! Е, К., 1965. КетегяЫе сопГоппа!юпа1 сЬапвм о( шуо81оЬгп апд арошуок(оЫп, 1. Вю). СЬегп., 240, 299-303. Фаэввмтическае аспекты ЗУ!гзелЬегд А В., 1970. Муа81оЬгп- Гасй!агед охукеп дгпш!оп: го(е оГ шуок)оЬгп гп охухеп ел!ту шго пгозс!е, РЬуз!о!. Кег., 50, 559-636.
Пагьу Г... Меция А, 1977. ТЬе Кезйга!огу Рипсбопз оГ В(оод, Р(епиш. 3. Переносчики иислорода— миоглнбин и гемоглобин С чего начать Келдгеи А С., !961. ТЬе йгеейшепяопа) з!гис!иге оГ а рго!е)п ша)еси1е, Бсь Ашег., 205 (6), 96-111. Регигг М.Р., !964 ТЬе Ьтпой(оЬш пю)еси1е, Бс!. Ашег„2Н (5), 64-76. Ке дгеп Д С., 1963. Муок)оЬ!и апд Гйе ягисшге о( рго!егпз, Бскпсе, 139, 1259 1266. Ревэтея остр увтурная крмствллеграфаи Ммпйепз В. И'., 1977.
Х-гау з!гис!Ме оГ рго!е(пз. !п: Нем!а!Ь Н. апд НВ1 К.Ц (егЬ.), ТЬе Рго1тп* (Згд т(.), чо1. 3, рр. 404-590, Асадепис Ргеж. Ноалез К.С.. В(оп О.М., !965. ТЬе Цзе оГ Х-гау Ойтгасиоп гп !Ье Б!иду оГ Рта!е(п апд Ниывс Ас!д Б!пкшге, Вгйеу !и!егзс)енсе. (Прекрасное описание одного иэ наиболее важных методов в биохимии.) П!юйег А Р., ТгмеЫооа К. Н., 1972 Сгуз1а( Бггнс!иге Апа)уз!э: А Рпшег, Ох(огд Оп!тегз(гу Ргезз.
(Ясное, четкое описание общих принципов рентгенгктруктурной «ришэьэлографии.) Структура маоглебввв я гемоглобина Иаыол Н. С., 1969. Тье з!ешосЬтпыгу о1 йе рго!е(п шуак)аып, Ргок. Б!егегкьеш., 4, 299-333. (Подробное опмсание трехмерной структуры фер- Молекулярная эаолюцвя Яме!гегемон! Е., !965. ТЬе его)ш!оп о1 Ьешо81оЫп, Бс(. Апгег., 212 (5), 110-118. ОауйоГУ М. О., Нмл! Г . Т., МсьамдМт Ршд уолез О.О., 1972.
Оспе дир)кабопз гп ето1ипоп: !Ье 8!оЬгпз. 1п: Оауьоп М. О. (ед.), Адах о( Рго!еш Бейиепсе апд Б!гис!иге, то1. 5, рр. 17-30. На!юпа( Вюпю1ка( КтеагсЬ Роипдабоп, 801тег Брппж, Магу!апд. Молельвме системы Солтан АР., 1977. Буп!Ьепс пюдеЬ Гог !Ье охукеп-Ь!пйпк Ьегпоргокдпз, Асс. СЬегп. Кез., 1О, 265 — 2тх. (В высокой степени информативный обзор по проблеме эамещенньт ггогороженныхв порфирннов.) Солят АР., Вгаитмл АГ., На!Ьег! Т.К., Биз!кй К.Б., 1976. Ыа!лге а( О, апд СО Ыпйпй го ше!анорогрЬуппз апд Ьеше рго!егпз, Ргос. Ка!.
Асад. Бег., 73, 3333. 3337. (Описывампся структурные основы пониженного связывания окиси углерода миоглобином и гемоглобином.) Тгму1ог Т.С., 1978. Нешорго!еш охукеп !гапзрогц пим1е1з апд пгесЬапппв. !п: чап Танге)еп Е.Е. (ед.), Вюогкапк СЬтпв!гу, то). 4, рр. 437-468, Асадепис Ргеж. Вопросы и задачи д Р в гемоглобине человека весом 70 кг? Примем, что объем крови составляет 70 мл/кг и содержание гемоглобина в крови -16 г/100 мл.
3. Содержание миоглобина в некоторых мьшщах у человека составляет 8 г/кг мьшщ. У кашалота эта величина достигает 80 г/кг мьпцц. а) Сколько кислорода связывается миоглобином в мышце человека и в мышце кашалота? Предполагается, что миоглобин насыщен Оь б) В воде тканей (в состоянии равновесия с венозной кровью при ! = 37'С) растворяется примерно 3,5 10 ' М О,, Каковосоотношение между кислородом, связанным с миоглобином, и свободнорастворенным кислородом в мышце кашалота? 4. Миоглобин кашалота имеет следующий аминокислотиый состав; Вег 6 ТЬг 5 Тгр 2 Туг 3 Уа! 8 А1а 5 О!п 5 ).еп 18 Агй 4 О!и 14 Ьуз 19 Ахп 2 О!у 11 Ме! 2 Азр 6 НВ 12 РЬе 6 Суз 0 Ве 9 Рго 4 а) Определите общий зарха ферромиоглобина при рН 2, 7 и 9.
б) Определите изозлектрическую точку миоглобина. Изоэлектрическая точка — зто значение рН, при котором молекула не имеет заряда. 5. Раствор миоглобина обработан бромнстым цианом. а) Каковы продукты расщепления? Вос- Часть 1 Кояформация и динамика 1. Объем эритроцита в среднем составляет 87 мкмз.
Концентрация гемоглобина в эритроцитах — в среднем 34 г/100 мл. а) Сколько по весу гемоглобина содержится в одном эритроците? б) Сколько молекул гемоглобина содержится в одном эритроците? в) Может ли концентрация гемоглобина в эритроцитах сильно увеличиться? (Подсказка; исходите из предположения, что гемоглобин в эритроцитах представлен в виде кубических кристаллов с длиной ребра 65 А.) г. Сколько железа со е жится пользуйтесь приведенной последовательностью аминокислот в молекуле миоглобина. б) В водном растворе продукты расщепления содержат очень мало п-спирачизованиых участков. Как это характеризует стабильность а-спиралей в водной среде? 6.
Связывание кислорода с миоглобином описывается простым выражением равновесия: МЬ + О, МЬО,. Пусть [МЬ).-концентрация дезоксимиоглобина; [МЬОД вЂ” концентрация оксимиоглобина; рОх — концентрация О, (выраженная в виде парциального давления О,); Р,е — это рО„при котором [МЬ3 = [МЬОД. Составьте уравнение, анапогичное уравнению Хендерсона — Хассельбальха, где соотношение оксимиоглобина к дезоксимиоглобину было бы представлено как функция рО, и Р„,. 7.
Константа равновесия К для связывания кислорода миоглобином равна 10 е М, причем К = = [МЬ) [ОД/[МЬОД. Константа скорости связывания О, с миоглобином составляет 210'М 'с а) Какова константа скорости опцеплеиия Оз от оксимиоглобииа? б) Какова средняя продолжительность существования оксимноглобинового комплекса? 8. Свегопоглощеиие А раствора определяется как А = !8(1о/1).
где 1е — интенсивность падающего света (на входе), а 1 — интенсивность прошедшего через раствор света (на выходе). Светопоглощеиие раствора зависит от молярного коэффициента свегопоглощения (козффициент экстннкции) а(размерность см ' М '), концентрации с (в М) и длины световог о пути ! (в см): А = е!с. Коэффициент экстинкции миоглобииа для 580 нм составляет 15 000 см ' М '. Каково светопоглощение раствора миоглобина в концентрации 1 мг/мл при длине светового пути 1 см? Какой процент падающего света проходит через раствор? ГЛАВА 4. Гемоглобин: аллостерический белок Переход в процессе эволюции от мономерного миоглобина к тетрамерному гемоглобину сопровождался появлением новых свойств.
Молекула гемоглобина значительно сложнее, чем молекула миоглобина. Прежде всего гемоглобин помимо О транспортирует Н и СО . Во-вторых, связывание кислорода гемоглобином регулируется специфическими компонентами внутренней среды, а именно Н+, СО и органическими фосфорными соединениями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
