2. Протамины и гистоны.

Протамины – низкомолекулярные белки, содержащие 60-85% аргинина и обладающие основными свойствами. Хорошо растворяются в воде, кислой и нейтральной среде и осаждаются в щелочных средах. Обнаружены в ядрах сперматозоидов у рыб и птиц. В ядрах клеток находятся в комплексе с ДНК.

Гистоны - белки основного характера с небольшой молекулярной масой. В их состав входят лизин и аргинин, содержание которых не превышает 20-30%. Существует пять различных типов гистонов: H1, H2A, H2B, H3 и H4. Гистоны находятся в основном в ядрах клеток, являются оструктурным компонентом хроматина и необходимы для регуляции экспрессии генов.

3. Проламины и глютелины.

Проламины - белки растительного происхождения. Содержат 20-25% глутаминовой кислоты и 10-15% пролина. Растворимы в 60-80% водном растворе этанола (тогда как все прочие простые белки в этих условиях обычно осаждаются).

Глютелины - простые белки, содержатся в зеленых частях растений, в семенах злаков. Характеризуются высоким содержанием глутаминовой кислоты и наличием лизина. Растворимы в разбавленных растворах щелочей. Глютелины являются запасными белками.

1.6.2. Сложные белки

1. Хромопротеины (от греч. chroma - краска) сложные белки, состоящие из простого белка и связанного с ним небелкового окрашенного компонента. Различают гемопротеины и флавопротеины. Хромопротеины участвуют в процессе дыхания, окислительно-восстановительных реакциях, транспорте кислорода и диоксида углерода, свето- и цветовосприятии и др.

К группе гемопротеинов относятся гемоглобин, цитохромы, миоглобин, каталаза, пероксидаза. Все гемопротеины содержат железопорфирины, но различаютсяе по составу и структуре белковой части, и выполняют различные биологические функции. Так, различия гемоглобина различных биологических видов обусловлены различиами в структуре глобина.

Рассмотрим строение гемоглобина – белка крови. Небелковым компонентом гемоглобина является гем - пигмент, придающий крови красный цвет. Основу его структуры составляет протопорфирин IX (рис. 6). В центре гема расположен ион железа в степени окисления +2, связанный с двумя атомами азота ковалентными связами и с двумя другими атомами азота - координационными связями. Вокруг гемма «обернута» полипептидная цепь. Железо в гемоглобине соединяется с атомом азота имидазольной группы гистидина молекулы белка пятой координационной связью. Шестая координационная связь железа используется для присоединения кислорода или других лигандов (рис. 7).

Рис. 6. Гем	Рис. 7. Координационные связи Fe2+ в геме

Гемоглобин взрослого человека НbА (от англ. аdult - взрослый) имеет четыре полипептидные цепи, составляющие глобин (рис. 8) - белковую часть молекулы. Две α-цепи содержат по 141 аминокислотному остатку, две β-цепи - по 146.

Рис. 8. Гемоглобин

В крови взрослого человека присутствуют также гемоглобин НbА₂ (2α-, 2δ-цепи, 2,5%) и НbA₃ (менее 1%, отличается строением -цепи).

Фетальный гемоглобин (гемоглобин плода и новорожденных) HbF состоит из 2α- и 2γ-цепей. Гемоглобин F обладает повышенным сродством к кислороду и позволяет сравнительно малому объему крови плода выполнять функцию снабжения кислородом более эффективно. Кровь новорожденного содержит до 80% HbF, к концу 1-го года жизни фетальный гемоглобин почти полностью заменяется на НbА.

Гемоглобинозы – болезни гемоглобинов.

1. Гемоглобинопатии. В их основе лежит наследственное изменение структуры какой-либо цепи нормального гемоглобина. В крови человека открыто около 150 различных типов аномальных гемоглобинов. Они различаются по физико-химическим свойствам (растворимость, электрофоретическая подвижность, изоэлектрическая точка, способность связывать кислород).

Пример гемоглобинопатии - серповидно-клеточная анемия. Заболевание распространено в странах Южной Африки, Южной Америки и Юго-Восточной Азии. Химический дефект - замена глутаминовой кислоты в 6-м положении с N-конца на валин в β-цепях молекулы гемоглобина, что является результатом мутации в молекуле ДНК. У HbS снижены растворимость и сродство к кислороду. Эритроциты в условиях низкого парциального давления кислорода пимеют форму серпа. Отдавая кислорода в тканях, HbS превращается в плохо растворимую дезоксиформу и выпадает в осадок в виде тактоидов (веретенообразных кристаллов). Тактоиды деформируют клетку и приводят к гемолизу. Гетерозиготная форма заболевания протекает бессимптомно либо сопровождается легкой гемолитической анемией. У гомозиготных особей тяжелая форма серповидноклеточной анемии развивается с первых месяцев жизни. Болезнь протекает остро, и дети часто умирают в раннем возрасте.

Примерами аномальных гемоглобинов являются также гемоглобин С (в -цепи на 6 месте вместо глутаминовой кислоты находится лизин) и гемоглобин D (в -цепи на 28 месте вместо глутаминовой кислоты находится лейцин). Данные мутации обнаружены в основном в Африке.

2. Талассемии - группа заболеваний с наследственным нарушением синтеза одной из цепей глобина. Различают α-талассемии, когда не происходит синтез α-цепи, и β-талассемии (не синтезируются β-цепи). Гемоглобинопатия Н (один из вариантов -талассемии) характеризуется гемолитической анемией, выпадением в осадок гемоглобина Н, спленомегалией, тяжелыми изменениями костей.

3. Железодефицитные анемии – заболевания, возникающие при нарушение синтеза гемоглобина вследствие дефицита железа. Основными причинами железодефицитных анемий являются кровопотери, а также недостаток богатой железом пищи - мяса и рыбы.