Гемоглобин

(от греч. Haima- кровь и лат. Globus-шар), осн. Белок дыхат. Цикла, участвующий в переносе О 2 от органов дыхания к тканям, а в обратном направлении - СО 2. Содержится в эритроцитах крови почти всех позвоночных и гемолимфе большинства беспозвоночных животных. Г. Позвоночных (мол. М. 6,4*104-6,6*104) состоят из четырех попарно идентичных субъединиц (их обозначают греч. Буквами. Теми же буквами обозначают входящие в состав субъединиц полипептидные цепи, а также гены, кодирующие эти цепи). Каждая субъединица имеет белковую глобиновую часть, состоящую из 140-160 аминокислотных остатков, с к-рой нековалентно связан гем-ферропрото-порфирин (см. Ф-лу). Ф-цию переноса О 2 у нек-рых видов беспозвоночных выполняют крупные гемсодержащие белки-эритрокруорины (мол.

М. 0,4*106-6,7*106), состоящие из 30-400 субъединиц, и хлоркруорины (мол. М. 3,4*106), состоящие из 190 субъединиц. Эти белки способны обратимо связывать одну молекулу О 2 на группу тема, т. Е. На субъединицу. Переносчиком О 2 у др. Видов беспозвоночных служат негемовые белки, состоящие из 8-10 субъединиц, Ч медьсодержащие гемоцианины (мол. М. 0,05*107*107) и железосодержащие гемэритрины (мол. М. 1*105). Каждая субъединица таких белков содержит два атома металла (соотв. Сu + и Fe2 +), способных связать одну молекулу О 2. Г. Взрослого человека (НbА) имеет мол. М. 6,49*104 и принадлежит к числу наиб. Изученных белков. Его форма в р-ре близка к эллипсоиду с осями 6,4, 5,5 и 5,0 нм. Изоэлектрич. Точка 6,9. Тетрамер НЬА состоит из двух и двух субъединиц, их полипептидные цепи содержат соотв.

141 и 146 аминокислотных остатков. Известны первичная структура обеих цепей, а также пространств. Структура оксигенированной, дезоксигенированной, ряда лигандированных, а также окисленной формы (содержит Fe3 +) НbА. Пространств. Структура субъединиц (рис. 1) характеризуется наличием восьми спиральных участков, включающих около 80% аминокислотных остатков, и внутр. Полости -гемового кармана. Фиксирование тема в субъединице осуществляется в результате гидрофобных взаимод. Пиррольных и винильных групп тема с алифатич. И ароматич. Боковыми радикалами аминокислот, выстилающими полость кармана, а также благодаря координационной связи (направлена перпендикулярно к плоскости кольца тема) Fe2+ с аксиальным лигандом-имидазольной группой гистидина (т.

Наз. Проксимальный гистидин). При оксигенации молекула О 2 занимает шестое вакантное место в координационной сфере Fe2+. Связывание происходит обратимо, без окисления железа, с образованием стабильного оксигенированного комплекса НbО 2. Одна молекула Г. Способна присоединить 4 молекулы О 2 -по одной на группу тема. Рис. 1. Схема упаковки поли-пептидной цепи субъединицы гемоглобина. Точками обозначены положения С атомов аминокислотных остатков. 1 -гем. 2-проксимальный остаток гистидина>. Субъединицы и прочно удерживаются в составе тетрамера Г. Множественными ван-дер-ваальсовыми взаимод. И водородными связями. Дезоксигенированная форма НbА стабилизирована кроме того неск. Ионными связями внутри и между субъединицами. Теграмер Г.-кооперативная структура, в к-рой существует взаимод.

Пространственно разобщенных между собой групп (т. Наз. Гем-гем взаимодействие). Это проявляется в облегчении присоединения к тетрамеру последующих молекул О 2 по мере протекания оксигенирования, что значительно увеличивает эффективность переноса О 2 при физиол. Условиях по сравнению с мономерными Г. И миоглобином (белок, депонирующий О 2 в мышцах). Присоединение О 2 к молекуле Г. Сопровождается значит. Конформационными перестройками пространств. Структуры субъединиц и тетрамера в целом. Сродство Г. К О 2 является основным физ.-хим. Показателем функциональных св-в Г. Его принято характеризовать зависимостью степени оксигенирования Г. От парциального давления кислорода (кислородно-диссоционная кривая, или КДК, рис. 2), а также величиной , при к-рой достигается оксигенирование 50% Г.

(р 50)- Нормальная величина р 50 НbА в крови при физиол. Условиях [37.