timin_o_a_lektsii_po_obschey_biokhimii (1) (832543), страница 60
Текст из файла (страница 60)
У новорожденных и грудных детей недостаток железа связан впервую очередь с недополучением его при внутриутробном развитии, и также в связи сускоренным ростом в первый год жизни (физиологическая анемия).СимптомыНедостаточный синтез цитохромов, железосодержащих белков и нарушение доставкикислорода к тканям (при снижении содержания гемоглобина) вызывает ряд специфических инеспецифических симптомов:o ухудшение внимания и памяти у детей и взрослых,o уплощение, неровность и ломкость ногтей, появление исчерченности, белых пятен и полосок на ногтях,o выпадающий и секущийся волос,o поражение эпителия, проявляющееся в сухости и трещинах кожи рук и ног,o неинфекционный ларингофаринготрахеит (гиперемия и охриплость), что дезориентирует врача,o мышечная слабость:- общая утомляемость,- недостаточное сокращение сфинктеров мочевого пузыря, при этом характерным признаком является выделение нескольких капель мочи при резком кашле, смехе, чихании,- недостаточное сокращение кардиального сфинктера пищевода, что позволяет забрасываться соляной кислоте в пищевод и вызывать изжогу,o атрофический гастрит – может быть как причиной, так и следствием железодефицита,половина больных гастритом имеет недостаток железа,o обострение ИБС и других сердечно-сосудистых заболеваний, так как усиливает гипоэнергетическое состояние клеток (снижение содержания цитохромов в миокардиоцитах),o извращение обонятельных предпочтений – нравится запах краски, бензина, выхлопныхгазов, резины, мочи,o извращение вкусовых предпочтений – больные едят мел, штукатурку, уголь, песок, мясной фарш, лед.ГЕМ О ПР О Т ЕИН Ы .
О БМ ЕН Г ЕМ АГемопротеины являются подвидом хромопротеинов и подразделяются на неферментативные белки и ферменты:o гемоглобин (82% общего количества гема организма) локализован в эритроцитах иклетках костного мозга,o миоглобин скелетных мышц и миокарда (17%),o ферменты – ферменты дыхательной цепи, P450, цитохромоксидаза, гомогентизатоксидаза, пероксидаза, миелопероксидаза, каталаза, тиреопероксидаза и т.д. – менее 1%.СТРОЕНИЕ И СИНТЕЗ ГЕ М АГем – структура, включающая в себя порфириновоекольцо (состоящее из 4 пиррольных колец) и иона Fe2+.Железо связывается с порфириновым кольцом двумя координационными и двумя ковалентными связями.Синтез гема в основном идет в предшественникахэритроцитов, в клетках печени, почек, слизистой кишечника, в меньшем количестве в остальных тканях.Перваяреакциясинтезасучастием-аминолевулинат-синтазы ( - греч.
"дельта") происходит в митохондриях.Гемопротеины. Обмен гема324Следующая реакция при участии аминолевулинатдегидратазы протекает в цитозоле.После синтеза порфобилиногена четыре его молекулы конденсируются в гидроксиметилбилан, который далее превращается в уропорфириноген типа I и уропорфириноген типаIII. В синтезе обоих видов порфиринов принимает участие уропорфириноген I–синтаза, вобразовании уропорфириногена III дополнительно принимает участие фермент уропорфириноген III–косинтаза.Далее уропорфириногены превращаются в соответствующие копропорфириногены.Копропорфириноген III возврашается в митохондрии и окисляется в протопорфириноген IXи далее в протопорфирин IX.
Последний после связывания с железом образует гем, реакциюкатализирует феррохелатаза (гемсинтаза).РЕГУЛЯЦ ИЯСИНТ ЕЗ А ГЕ МАСкорость синтеза глобиновых цепей зависит от наличия гема, он ускоряет биосинтез"своих" белков.Основным регуляторным ферментом синтеза гема является аминолевулинатсинтаза.Гем после взаимодействия с молекулой белка-репрессора формирует активный репрессорный комплекс, связывается с ДНК и подавляет транскрипцию, мРНК для фермента не образуется и синтез фермента прекращается.
Также имеется отрицательный аллостерическийэффект гема на фермент.С другой стороны, достаточное количество ионов железа оказывает положительныйэффект при синтезе молекулы аминолевулинатсинтазы. В клетке имеется особый железосвязывающий белок, который в отсутствии ионов железа обладает сродством к мРНКфермента и блокирует ее трансляцию в рибосоме, т.е. синтез белковой цепи. Ионы железасвязываются с этим железосвязывающим белком, образуя с ним неактивный комплекс.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2018г)325Положительным модулятором этого же фермента служит внутриклеточная гипоксия,которая в эритропоэтических тканях индуцирует синтез фермента.В печени повышение активности аминолевулинатсинтазы вызывают соединения,усиливающие работу микросомальной системы окисления (жирорастворимые токсины, стероиды) – при этом возрастает потребление гема для образования цитохрома Р450, что снижает внутриклеточную концентрацию свободного гема. В результате происходит дерепрессиясинтеза фермента.МИОГЛОБИНМиоглобин является одиночной полипептиднойцепью, состоит из 153 аминокислот с молекулярноймассой 17 кДа и по структуре сходен с β-цепью гемоглобина. Белок локализован в мышечной ткани.
Миоглобин обладает более высоким сродством к кислороду по сравнению с гемоглобином. Это свойствообусловливает функцию миоглобина – депонирование кислорода в мышечной клетке и использованиеего только при значительном уменьшении парциального давления О2 в мышце (до 1-2 мм рт.ст).Кривые насыщения кислородом показывают отличия миоглобина и гемоглобина:o одно и то же 50%-е насыщение достигается присовершенно разных концентрациях кислорода –около 26 мм рт.ст.
для гемоглобина и 5 мм рт.ст.для миоглобина,o при парциальном давлении кислорода от 26 до 40мм рт.ст. (в тканях) гемоглобин насыщен на 5080%, тогда как миоглобин – почти на 100%.Таким образом, миоглобин остается оксигенированным до того момента, пока количество кисло-Гемопротеины. Обмен гема326рода в клетке не снизится до предельных величин.
Только после этого начинается отдачакислорода для реакций метаболизма.ГЕМОГЛОБИНСТРОЕНИЕГЕ МОГ ЛОБ ИН АГемоглобин представляет собой белок, включающий 4 гемсодержащие белковыесубъединицы. Протомеры соединяются друг с другом благодаря образованию гидрофобных,ионных, водородных связей. При этом они взаимодействуют не произвольно, а определенным участком – контактной поверхностью. Этот процесс высокоспецифичен, контакт происходит одновременно в десятках точек по принципу комплементарности. Взаимодействиеосуществляют разноименно заряженные группы, гидрофобные участки, неровности на поверхности белка.Белковые субъединицы в нормальном гемоглобине могут быть представлены различными типами полипептидных цепей: α ("альфа"), β ("бета"), ε("'эпсилон"), ("гамма"), ("дельта"), ("кси"). В состав молекулы гемоглобина входят по две цепи двухразных типов.Гем соединяется с белковой субъединицей, вопервых, через остаток гистидина координационнойсвязью железа, во-вторых, через гидрофобные связипиррольных колец и гидрофобных аминокислот.
Гем располагается как бы "в кармане" своейцепи и формируется гемсодержащий протомер.НОР МАЛЬ НЫЕИ П АТ О Л О Г И Ч Е С К ИЕФОР МЫ ГЕ МОГ ЛОБ ИН АooooooНормальные формыСуществует несколько нормальных вариантов гемоглобина:HbР – примитивный гемоглобин, содержит 2- и 2-цепи, встречается в эмбрионе между7-12 неделями жизни,HbF – фетальный гемоглобин, содержит 2α и 2-цепи, появляется через 12 недель внутриутробного развития и является основным после 3 месяцев,HbA – гемоглобин взрослых, доля составляет 98%, содержит 2α и 2β-цепи, у плода появляется через 3 месяца жизни и к рождению составляет 80% всего гемоглобина,HbA2 – гемоглобин взрослых, доля составляет 2%, содержит 2α и 2-цепи,HbO2 – оксигемоглобин, образуется при связывании кислорода в легких, в легочных венах его 94-98% от всего количества гемоглобина,HbCO2 – карбогемоглобин, образуется при связывании углекислого газа в тканях, в венозной крови составляет 15-20% от всего количества гемоглобина.Патологические формыHbS – гемоглобин серповидно-клеточной анемии.
При этом нарушении в ДНК в результате точковой мутации триплет ЦТТ заменен на триплет ЦАТ, что влечет за собойвключение в 6-м положении β-цепи вместо глутамата аминокислоты валина. Изменениесвойств β-цепи влечет изменение свойств всей молекулы и формирование на поверхностигемоглобина "липкого" участка. При дезоксигенации гемоглобина участок "раскрывается" исвязывает одну молекулу гемоглобина S с другими подобными. Результатом является полимеризация гемоглобиновых молекул и образование крупных белковых тяжей, вызывающихдеформацию эритроцита и при прохождении капилляров гемолиз.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г)327MetHb – метгемоглобин, форма гемоглобина, включающая трехвалентный ион железавместо двухвалентного.
Такая форма образуется спонтанно, но обычно ферментативныхмощностей клетки хватает на его восстановление. При использовании сульфаниламидов,употреблении нитрита натрия и нитратов пищевых продуктов, при недостаточности аскорбиновой кислоты ускоряется переход Fe2+ в Fe3+. Образующийся metHb не способен связывать кислород и возникает гипоксия тканей. Для восстановления ионов железа в клинике используют аскорбиновую кислоту и метиленовую синь.Hb-CO – карбоксигемоглобин, образуется при наличии СО (угарный газ) во вдыхаемомвоздухе. Он постоянно присутствует в крови в малых концентрациях, но его доля может колебаться от условий и образа жизни.HbA1С – гликозилированный гемоглобин.
Концентрация его нарастает при хронической гипергликемии и является хорошим скрининговым показателем уровня глюкозы кровиза длительный период времени.РЕГУЛЯЦ ИЯПР ИСОЕД ИНЕ НИЯ КИСЛОРОД АК ГЕ МОГ ЛОБ ИНУКооперативное взаимодействиеВзаимовлияние протомеров олигомерного белка друг на друга называется кооперативное взаимодействие.В легких такое взаимодействие субъединиц гемоглобина повышает его сродство к кислороду и ускоряет присоединение кислорода в 300 раз.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
