- •V. Особенности функционирования олигомерных белков на примере гемоглобина
- •1. Клеточная локализация и функция
- •2. Строение миоглобина
- •3.Связывание гема с апомиоглобтом
- •1. Гемоглобины человека
- •2. Строение гемоглобина а
- •3. Связывание гемоглобина с о2 в лёгких и его диссоциация из комплекта в тканях
- •6. Регуляторные свойства олигомерного белка гемоглобина
- •7. Особенности строения и функционирования гемоглобина плода
- •1. Замена аминокислоты на поверхности гемоглобина а
- •2. Изменения аминокислотного состава в области активного центра гемоглобина
- •3.Изменения аминокислотного состава, деформирующие третичную структуру гемоглобина
- •4.Замены аминокислот в области контактов димеров ?1?2, ?2?2, нарушающие аллостерические регуляторные функции гемоглобина
6. Регуляторные свойства олигомерного белка гемоглобина
Таким образом, олигомерный белок гемоглобин, в отличие от мономерного родственного белка миоглобина, способен присоединять к специфическим участкам 4 различных лиган-да: О2, Н+, СО2 и БФГ. Все эти лиганды присоединяются к пространственно разобщённым участкам, но конформационные изменения белка в месте присоединения одного лиганда передаются на весь олигомерный белок и изменяют сродство к нему других лигандов. Так, количество поступающего в ткани О2 зависит не только от парциального давления О2, но и концентрации аллостерических лигандов, что увеличивает возможность регуляции функций гемоглобина.
Как мы уже рассматривали выше, в капиллярах работающей мышцы увеличение концентрации СО2 и Н+ уменьшает сродство гемоглобина к О2 и увеличивает отдачу его в ткани. При длительной гипоксии усиливается синтез 2,3-БФГ в эритроцитах, что также снижает сродство гемоглобина к О2 и при том же парциальном давлении О2 увеличивает его транспорт в ткани.
Следовательно, благодаря воздействию регуляторных лигандов олигомерные белки способны приспосабливать свою конформацию и фунцию к изменениям, происходящим в окружающей среде.
7. Особенности строения и функционирования гемоглобина плода
Фетальный гемоглобин (HbF) заменяет эмбриональный гемоглобин, начиная синтезироваться в печени через 2 нед после её формирования у плода. С 6 мес развития плода до его рождения это основной гемоглобин эритроцитов. После рождения ребёнка он интенсивно начинает замещаться на гемоглобин А.
В физиологических условиях HbF имеет более высокое сродство к О2, чем НbА, что создаёт оптимальные условия для транспорта О2 из крови матери в кровь плода. Это свойство HbF обусловлено тем, что он слабее, чем НЬА связывается с 2,3-БФГ. Физиологические особенности HbF связаны с особенностями его строения: вместо ?-глобиновых цепей в НЬА, он содержит две ?-цепи (р-подобные). Связывание 2,3-БФГ с НЬА происходит при участии положительно заряженных радикалов аминокислот двух ?-цепей, некоторые из которых отсутствуют в первичной структуре ?-цепей. В среде, лишённой 2,3-БФГ, НbА и HbF проявляют одинаковое высокое сродство к О2.
В. Наследственные нарушения первичной структуры и функций гемоглобина А - наследственные гнмоглобинопатии
Важность первичной структуры белков для формирования их конформации и функции можно проследить на примерах наследственных заболеваний, связанных с изменением первичной структуры гемоглобина. В настоящее время известно около 300 вариантов НЬА, имеющих в первичной структуре ?- или ?-цепей лишь небольшие изменения. Некоторые из них почти не влияют на функцию белка и здоровье человека, другие снижают функцию белка и особенно в экстремальных ситуациях снижают возможность адаптации человека, третьи - вызывают значительные нарушения функций НbА и развитие анемии, что приводит к тяжёлым клиническим последствиям.
В аномальных гемоглобинах изменения могут затрагивать аминокислоты:
-
находящиеся на поверхности белка;
-
участвующие в формировании активного центра;
-
замена которых нарушает общую трёхмерную конформацию молекулы;
-
изменяющие четвертичную структуру белка и его регуляторные свойства.