Главная » Просмотр файлов » Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3

Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311), страница 14

Файл №1123311 Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (А. Уайт - Основы биохимии в 3-х томах) 14 страницаOsnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311) страница 142019-05-10СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 14)

Ограниченная растворимость кислорода позволяет транспортировать в растворенном состоянии только 0,3 мл ОООО мл крови, и даже при значительном увеличении работы сердца количество растворенного кислорода не может удовлетворить метаболические потребности. Поскольку, однако, каждый грамм гемоглобина может присоединить 1,34 мл Ое, а содержание гемоглобина в нормальной крови составляет около 15 г в 100 мл, то в полностью окснгенированной крови количество Ом связанного с гемоглобнном, может превышать количество растворенного кислорода почти в 70 раз.

Функциональные свойства гемоглобина, обусловленные его уникальной структурой, специфически соответствуют задачам обеспечения дыхательной функции. Каждая нз четырех полипептидных цепей глобнна, паз !рис. 4.2), содержит по одной молекуле гема; атом железа гема может обратимо связывать одну молекулу Оь Таким образом, связывание кислорода гемоглобнном можно схематически представить следующим образом: аио й! )4+ 4О4 —;==~ 44,пе 1го -О,)4 Леиоисигемоглооии о~~емоглоб~~ Степень насыщения гемоглобина кислородом зависит от концентрации Ое., эта концентрация в легких (рое= !00 мм рт. ст.) достаточна, чтобы полностью оксигенировать гемоглобин в эрнтроцитах.

Однако зависимость величины оксигенирования от [О,] не линейна, и график зависимости связывания Ои гемоглобином от давления кислорода имеет снгмондную форму. Характер связывания кислорода гемоглобином обеспечивает снабжение тканей необходимым количеством кислорода в условиях тех концентраций Ом которые имеются в легких и тканях. Связывание кислорода гемоглобнном тонко регулируется рядом соединений, подобно тому, как это имеет место прн действии положительных или отрицательных эффекторов на аллостсрнческий фермент 1гл.

8). Таким действием обладают диоксин углерода, Н+, а также анионы С1- н 2,3-днфосфоглкцерат (равд. 31.3.2.3). Если, например„потребление Ои тканями значительно возрастает и вследствие этого увеличивается количество СОе и Н+, то последние, взаимодействуя с оксигемоглобнном, снижают его сродство к кислороду н, следовательно, способствуют освобождению кислорода. В то же время взаимодействие СОе и Н+ с гемоглобином обеспечивает транспорт этих веществ в легкие и почки, где происходит удаление их соответственно с выдыхаемым воздухом или путем экскреции.

Более того, рассматриваемые взаимодействия способствуют поддержа- !ъ' жидкзя сгедА ОРГАБизмх 1222 нию постоянного рН крови. Перед рассмотрением дыхательной функции гемоглобина необходимо ознакомиться с его структурой Детальное исследование структуры молекулы гемоглобина позволяет понять механизм осуществляемых им жизненно важных функций. Эти данные необходимы для понимания многих генетических болезней человека, при которых образуется гемоглобин с измененной структурой и функцией. Так, от тяжелого заболевания серповидно-клеточной анемией, обусловленной заменой в эритроцитах нормального гемоглобина серповидно-клеточным, страдают в настояще время сотни тысяч людей в мире. 31.2. Структура гемоглобина 31.2.1.

Гем и цорфнрины Порфирины являются производными держит четыре пирролоподобных цикла, =СН-группамн (метеновые мостики); в система чередующихся двойных связей. порфнна, который сосоединенных четырьмя результате образуется Н Н С вЂ” — — С ! НС вЂ” С С=СН НС вЂ” С "' С=СН мн нм ! НС вЂ” С „С=СН НС вЂ” С~~ С= — СН !!, ! ! ! НС вЂ” -СН н~ сн Н пиром С вЂ” — С Н Н порф (С Гемоглобины различных видов отличаются качественно такими свойствами, как форма кристаллов, растворимость, сродство к Оз и спектр поглощении, однако все они состоят из бесцветного белка, глобина, связанного нековалентио с ферропрогопорфирином (гемон) (разд. 4.1.2).

Отличия в свойствах гемоглобинов обусловлены исключительно различиями в последовательности аминокислот н конформации глобина; гемовый компонент идентичен у всех гемоглобинов позвоночных и большинства беспозвоночных. 3Ь ГЕМОГЛОБИН И ХИМИЯ ДЫХАНИЯ Удобно пользоваться формулой 3 2 1 3С . — С 1Ч С Ш В ней атомы углерода пиррольных колец представлены как углы пятиугольников; показаны атомы азота, а атомы водорода не приведены.

Указана также нумерация колец. Известно большое число производных порфирина; наиболее широко распространенным у животных является протопорфирин типа Ш (нли протопорфирин 1Х). 1 п НС СНЗ Н НК НООС вЂ” Сн. — СН ы — СН 1П д СН=СН, НООС--СН..— СН3 СН3 пепепппрривпп 1ппп 1й Боковымн цепями пиррольных колец протопорфирина 111 являются метильные и вннильные группы и остатки пропионовой кислоты; приведенная формула показывает расположение групп в одной из 15 возмсокных изомерных структур. Порфирины могут присоединить ионы многих металлов; биологически наиболее важные металлопорфирины содержат Ге или Мй.

Легко образуются также комплексы, которые содержат Хп, "313 Со, Сп и Ад. Комплексы, содержащие Мд, лабильны в разбав- 1224 1Ъ'. ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА ленной уксусной кислоте„ .для удаления Ге или Си требуются более сильные кислоты. Ион металла замещает днссоциируюшие атомы водорода двух пиррольных колец и одновременно связывается координационными связями с третичными атомами азота двух других пиррольных колец. Благодаря эффекту резонанса связи металла с четырьмя атомами азота пнррольных колец (которые лежат в одной плоскости) рассматриваются как одинаковые. Названия соединений железа различаются приставками: ферро- — для Ге'+ и ферри- — для Ге'+.

Ферропротопорфнрни, или лелг, содержит Ге'+; он имеет следующую структуру: ыг Н~ХХ' — С««г 0«г НОО г г г фгррсп«кгчспорфирян [ген) Гем (и подобные хелаты с ионами других двухвалентных металлов) представляет собой плоскую молекулу квадратной формы.

Феррипротопорфирин, или гении, который содержит Гег.", имеет суммарный положительный заряд и присоединяет дополнительный лиганд. Его обычно получают в форме хлорида. Пятикоординационный комплекс, образуемый Ге'+, имеет в основном форму пирамиды с квадратным основанием; связь с дополнительным лигандом направлена перпендикулярно плоскости порфирина. Анионы хлора или других галогенов связываются с Ге не электростатически, а координационной связью. Свободный гем неустойчив н быстро окисляется до гемина. Кристаллический гемин легко получается при нагревании раствора гемоглобина в уксусной кислоте в присутствии небольшого количества ХаСЬ Эта процедура используется в судебной медицине для обнаружения крови. 31.2.2. Различные формы гемоглобина Гемоглобин, не связанный с кислородом и содержащий гем с ферро-ионом (Ге'+), называют дезокспгеггоелобином, феррогемоглобином или восстановленным гемозлобином н сокращенно обозначают НЬ.

Атомы железа каждой из гем-групп молекулы гемо- Зь гемоглобин и химия дыхАния ! 22й глобина могут обратимо связывать молвкулу Оь Полностью оксигенированный НЬ, называемый оксигемоглобином (НЬОе), содержит четыре молекулы кислорода (Ое) на молекулу гемоглобина. НЬ может также соединяться с четырьмя молекулами СО (разя. 3!.6.3) с образованием СО-гемоглобина, или карбоксигемоглобина (НЬСО), который является фоточувствительным и диссоциирует на свету с выделением СО. К молекуле гемоглобина могут присоединиться также четыре молекулы ЫО с образованием очень стабильного НЬЫО.

Многие реагенты, а именно пероксиды, феррицианид и хнноны могут окислить Ееи+ в гемоглобнне до Ее*+ с образованием метгемоглобина (Ме1НЬ), который не присоединяет ни Оь ни СО. Ме1НЬ может быть восстановлен до НЬ таким восстановителем, хак гидросульфит натрия (Ыаи5еОА). Он образуется 1п ч(то в норме, но в небольших количествах и ферментативным путем восстанавливается до НЬ (гл. 32). Реи+ в Ме(НЬ может взаимодействовать со многими анионами, например прн щелочном рН с ОН- и прч кислом рН с С1 . Ме1НЬ взаимодействует с СЫ, образуя цианметгемоглобии (равд.

31.6.3), а также взаимодействует с азидом и сульфидом, образуя соответствующие производные. 312.3. Структура глобина Гемоглобин диссоциирует на гем и глобин в кислой или щелочной среде. Так, если раствор НЬ добавить к смеси ацетон — НС1, то глобин осаждается, а гем остается в растворе. гемоглобин + НС1 — ю- глооин НС1 + $ерромротоиорфирин Если принять меры предосторожности и предотвратить окисление тиоловых групп в глобнне, то, осуществляя диссоциацию НЬ в условиях низкой температуры и в отсутствие окисляющих агентов, полученный глобнн можно рекомбинировать при рН 7 либо с ферро-, либо с феррипротопорфирином с образованием нативного НЬ или Ме1НЬ соответственно.

Гемоглобин взрослого человека (НЬА) состоит из двух пар неидентичных а- н 6-цепей, и его субъединичная структура обозначается ох,рхе. Как видно на рис. 31 1 (и рис. 4.2), цепи соединены нековалентно, образуя глобулярную, нативную молекулу; с каждой цепью связана олма гем-группа. Последовательность аминокислот а- и р-цепей приведена на рис. 31.2.

Хотя цепи имеют различное число аминокислотных остатков, отмечается значительная гомология последовательности; в 80 положениях имеются замены аминокислот. Гомологня оказывается достаточной, чтобы конформация а- и 6-цепей в натнвном НЬ и НЬОА была сходной; конформапня цепи (субъедннипы) схематически изображена на рис. 31.3. Каждая субъединица имеет восемь спирализованных сегментов. обозначенных буквами от А до Н; остатки, расположенные ЗЬ ГЕМОГЛОБИН И ХИМИЯ ДЫХАНИЯ между спиралями и соединяющие два сегмента спирали, обозначаются Сг), ЕГ и т. д. У а-цепей в отличие от 8-цепей имеются два дополнительных аминокнслотных остатка в зоне угла АВ н'отсутствуют шесть остатков в зоне СО. Примечательной является локализация гема в своеобразной шелн, так называемом гемоном кармане, как это видно на рис. 31.3.

Неполярные виннльные группы гема погружены во внутреннюю гидрофобную часть кармана, а гидрофильные пропионатные боковые цепи выступают из кармана в направлении поверхности. Большое число алифатнческих и ароматичсских К-групп выстилают карман н осуществляют гндрофобные контакты с пиррольнымн кольцами гема. Связь гема с глобпном осушествляется также координационной связью между атомом железа и атомом азота Н)БР92(Г8) или Н(БО87(Г8) — так называемых проксижальных гистидимовьгх остатков. Другой остаток гистидина, локализованный в кармане, дистальный гистидин рб3[Е7) или а58[Е7), находится сдругой стороны отатома железа гема,надин из его атомов азота направлен в сторону атома железа. хотя он и находится несколько дальше, чем азот имидазольной группы прокснмальных остатков гистидина. В Ме(НЬ между железом гема и дистальным гистндином находится молекула воды, но в НЬ соответствующая область свободна, и липофильная молекула От может диффундировать в эту область и связываться с железом, что приводит к образованию НЬОз.

Характеристики

Тип файла
DJVU-файл
Размер
10,52 Mb
Тип материала
Предмет
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее