Osnovy_biokhimii_Uayt_tom_3 (1123311), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Эти контакты претерпевают значительные структурные изменения при окснгенированин НЬ; они являются одной из наиболее важных структур, обеспечивающих стабильность НЬ нлн НЬО,. Поскольку сродство к ОА в значительной степени определяется положением равновесия между Т- (дезокси-) и К- (окси-) состояниями (рис. 31.10), то не является неожиданным, что любые структурные изменения, которые дестабилизируют окси- или дезоксисостояние, будут изменять сродство к Оь Если структурные изменении дестабилизируют дезоксисостояние, то сродство НЬ к Оз будет увеличено, если же ови дестабилизируют оксисостояние, то сродство НЬ к О, будет уменьшено. Известны оба типа аномальных НЬ.
Например, у НЬт м, и НЬЕ гыя Азр899 заменен на Н(з и Азп соответственно, и ни одно из этих замещений не позволяет образоваться нормальным Офз-контактам в дезокси-НЬ. Как показано на рис. 31.13, предполагают, что при взаимодействии Азр()з99 с Туга42 образуется водородная связь, которая стабилизи- х хх С С» СО о» 4 4С о хл 4 х о х 44 ~гг-х г З х л к о х х 4 О 44 х х с» О х 4« с Ж »С 44 о 'с' о О ~~ Ф 44 о 4» х ао Е Л»О 4 »С х х О "и х-' о с ~- к с.» Ох .Й о-. с- О О а 4 гг ОС О. О гг х О. \О О3 х г гфг ~.
О.Я ~,А< а а гг .~ х ггг <<а и О о О »4 4 о Оа О СЧ Ск С» с» со О» ОД х х О О О х » »Б О хх С» .С» .О а з и х Я О О О О И л х и Ю 44 О 3 3 х 4О О О о З сс и о П'. ЖИЛКАЯ СРРДА ОРГАНИЗМА ххххх г ххх х х О СО Сс »с С СО Ос СХ С» С С» сс сс С» С 4' '4" О\ О» О» О» О» СО.
»О. С|, О С О СО. О. СО. С» СО. Й о ф д д х о х о 4 »4 о х И О х О х о х Х х д с х 4 ф о д д о х х о с " .й„. х ,4 О Их О 44 Х 4 Х х х А 4 х х с х ; х о ~ц 4 Х .Н х *4» х ох х д х к о х л О х х к 'с с х 4 о х х" х ИА 4 Х 4 з л о, х о о ~и х 1239 3!. ГЕМОГЛОБИН И ХИМИЯ ДЫХАНИЯ ,~/ й- "4 .ЛХ;мж ы"- окон Рис.
31.!3. Схематическое изображение а!рз-контактов, образуемых Туг 42 и Азр 94 игцепсй с Азр 99 и Азп 102 рз-цепей а дезокси- [слсва) и окси- [справа) гемаглобииах. У каждой из форм ВЬ показана только одна водородная связал боль!папства других взаимодействий гидрофобны. [А!ау!!на!о Н., ьейглплл и., Реги!х 34. )7. Майлгс, 232, 412 [1971).) рует дезоксиконформацию, но не оксиконформацпю.
В окснформе НЬт„мта и НЬконгрзоу имеют нормальные а!~ контакты и весьма стабильны; эти гемоглобины имеют увеличенное сродство к Оз с коэффициентом Хилла, близким к 1, однако эффект Бора и эффективность связывания ВРЙ не изменяются. У индивидуумов, являю!цИХСя НОСИТЕЛЯМИ НЬтакзгоа ИЛИ НЬКстор*оу ВоэраСтаНИЕ СродСтаа НЬ к Оз компенсируется образованием большего числа эритроцитов; это состояние называют полицятедп!ей.
В НЬк, „, Азпб 102 заменен треонином; эта замена дестабилизирует оксиформу, поскольку в агрз-контакте этой формы треонин не моисет заменить аспарагин (рис. 31.13). Для данного гемогло. бина предпочтительным является, следовательно, дезоксисостояннс, и оп имеет очень низкое сродство к О,, но нормальный эффект Бора. У пациентов„имеющих гемоглобин НЬг„за. клинически наблюдается цианоз, артериальный гемоглобин насыщен кислородом только приблизительно на 75 од!. В НЬва.г„пистеином заменен тирозин р145 (последний является Одним нз остатков, погруженных в 8-цепи НЬ), способствующий стабилизации соленых мостиков в дезоксп-НЬ (рис.
31.8). НЬнам имеет, следовательно, повышенное сродство к Огн поскольку оксисостояние оказывается относительно стабилизированным. Замещения других остатков поблизости от Тугр145, как у НЬлаагем мгвп,арсик, также стабилизируют окснсостояние. Полицитемия компенсирует увеличение сродства к Оз у пациентов с 1200 Ид ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА освойожвнякый кисла" роо, об. 39 25 Ю о 20 к ю о о Ю 15 к л И 10 о О О 2О 4О 50 ВО ЮО ро,ммрньс . Рис 31.14.
Кривые диссоциации ккслорода1 а — для нормальной крови; б — для крови пациента с НЬннк| „которые иллюстрируют компенсацию при полицитсмии увсличвииого сродства НЬннк1„к Он. НЬА 115 г/100 мл) имаст р =27 мм Рйоо = рт. ст. и и 2,3; НЬн 1м(19,3 г/100 мл) имеет р, !2,9 мм рт. ст, и п=1,1; об 1пн10н о а НЬ при рН 74 и 37'С. Справа показано количество кислорода (об. 7с), которос поступает в ткаии. Видно, что при снижении ро от 100 до 40 мм рт. ст. 2уикциоиированис НЬннн1 (гиперболическая кривая) в условиях компаисаторяой полицитамии позволяет отдать тканям почти столько же кислорода, сколько в норме его отдаст НЬА.
[Вс11/пийалг А. А, Вг. №б. Впп., 32, 234 (1976)3 НЬЕ„1нг) как показано на рис. 31.14, такая компенсация оказывается достаточно эффективной. Пять аномальных гемоглобииов приводят к А1еггелгоглобинемии — состоянию, характеризующемуся высокими концентрациями Ме1НЬ. У каждого из них в области гемового кармана имеется замена аминокислоты, создающая предпосылки для окисления Ген+ в гевь. В качестве примеров аномальных метгемоглобинов в табл. 31,3 приведены НЬМвонсс|ь НЬМтпнг и НЬМпуаегатю В а-цепях НЬМвсз1 и НЬМ1,,1, тирозпн заменяет дистальный или прокснмальный гпстндины соответственно.
Оба гемоглобина имеют пониженное сродство к О21 важнее, однако, то обстоятельство, что фракция гемоглобина, находящаяся в виде Ме1НЬ, ие может свя- 31, ГЕМОГЛОБИН И ХИМИЯ ДЫХАНИЯ -зывать и переносить Оа.„ следовательно, способность эритроцитов, содержащих НЬМ, транспортировать Оз понижена. В НЬнтаее к проксимальный гистндин также заменен тирозином, что позволяет образоваться Ме1НЬ; у этого НЬ, однако, не изменено сродство к Оь Гомозиготы по НЬМ неизвестны, по-видимому, в связи с летальностью этого дефекта.
31.7.3. Нестарильные гемоглобииы Несколько аномальных гемоглобинов являются менее стабильными, чем НЬА, и 1п чьчо претерпевают спонтанное окисление с образованием осадков, носящих названия тельца включения или тельца Гейнца. Одним из представителей таких НЬ является НЬИ чАеа в, у которого РЬе842 заменен серином (рис. 31.3).
В НЬА фенильное кольцо РЬе842:находится в гемоном кармане и образует гидрофобные контакты с плоской структурой гема. Фенильное кольцо помогает удерживать гем в надлежащем положении как в дезокси-, так и в оксигемоглобине, но оно особенно важно для структуры окон-НЬ, так как стабилизирует гем в несколько более наклонном положении. чем в дезокси-НЬ. Замещение фенильного кольца РЬе842 оксиметильной группой сернна приводит к дестабилизации оксиформы НЬИ е гмА1ш.
в результате сродство этого НЬ к Оз оказывается сниженным. Более того, при отсутствии фенильного кольца открывается карман для воды, это приводит к возможности ие только окисления с образованием Ме(НЬ, но и спонтанного выхода гема из кармана. НЬИ шет иь утративший гемовые группы, преципитирует и связывается с мембраной эритроцитов, образуя тельца включения, которые видны при окрашиванни клеток соответствующими красителями. Эритроциты с тельцами включения живут значительно меньше'„ пациенты страдают тяжелой гемолитической анемией (гл.
32); в результате экскреции почками дипирролов, образующихся из тема, появляется выраженная пигментурия; при значительном гемолизе моча может быть черной. В НЬБ„„,.Н РЬе842 заменен лейцином. У пациентов с таким гемоглобнном гемолитическая анемия выражена менее сильно, чем у носителей НЬналнпегвхпиь", вероятно, это обусловлено тем, что гидрофобная К-группа лейцина может сохранить способность стабилизировать гем почти так же хорошо, как РЬе(142, и значительно лучше, чем серии. Действительно, наличие НЬм~ч~~~. у которого тнрозин заменяет РЬЕ1142, не сопровождается клиническими симптомами.
Другим нестабильным гемоглобином, наличие которого сопровождается анемией с образованием телец включения, является НЬкаы (Ъ'а!1)98 — Ме1; РО5), В нормальном гемоглобнне Ча!р98 выстилает гемовый карман (рис. 31.3 ) и вместе с другими Й-группами поддерживает гем в надлежащем положении в гидрофобном ЦЛ ЖИДКАЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА 1262 кармане. Указанная замена дестабилизирует дезоксиформу, поэтому НЬкаш имеет повышенное сродство к Оз.
Более того, в дезоксиформе ЙЬкеш боковая группа метионина смещает гем пз его нормального положения, при этом оказывается экспонироваииой 3Н-группа Сузр93, которая легко образует смешанные дисульфиды с глутатионом (гл. 32). Далее, гсм относительно легко выходит из гемового кармана, и НЬ, лишенный гема, образует тельца включения. Имеются данные, что дисульфиды НЬкш и глутатпоиа присоединяются к внутренней мембране эритроцитов в результате дисульфидного обмена (гл.
6) с белками мембраны, увеличивая таким образом тенденцию эритроцитов к лизису. 31.7.4. Сравнительная биохимия дыхательных белков Очевидная потребность в переносчике Оз в организме всех животных обеспечивается различными путями. У наиболее примитивных животных, имеюшнх сравнительно веболыпне размеры и низкую скорость метаболизма, переносчик включен в клетки, суспсндированные в целомической жидкости. С развитием циркуляпии появялись переносчики Оз, растворенные в пиркулируюшей плазме, а сше позже появились специальные циркулирующие клетки †эритроци, в которых находятся концентрированные растворы переносчиков. Появление последних является важнейшим этапом, так как при этом обеспечивается наличие в системе циркуляции больших количеств переносчика, не сопровождающееся чрезмерным увеличением вязкости и коллоиднаго осмотического давления циркулируюшей среды. В мире животных распространено несколько существенно различающихся по свойствам переносчиков кислорода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
