4 курс / Дерматовенерология / Белки №2
.pdf
Олигомерные белки и их способность к регуляции функций.
|
Белки |
Состоящие из одной |
Состоящие из нескольких |
полипептидной цепи |
полипептидных цепей |
Мономерные белки |
Олигомерные белки |
Протомер (субъединица) – это часть олигомерного белка, состоящая из одной полипептидной цепи.
Причем, каждая полипептидная цепь такого белка имеет собственную первичную, вторичную и третичную структуру и приобретает собственную конформацию.
Олигомерные белки – это белки, состоящие из нескольких протомеров.
Олигомерные белки могут содержать от 2-х до нескольких тысяч субъединиц.
Примеры: гемоглобин (4 субъединицы); аспартаттранскарбомоилаза (12 субъединиц); белок вируса табачной мозаики (2120 субъединиц).
Четвертичная структура белка – это количество, способ расположения и пространственной укладки протомеров в олигомерном белке.
Участки, с помощью которых протомеры объединяются между собой при сборке олигомерного белка, называются: контактные поверхности.
Протомеры объединяются друг с другом по принципу комплементарности их контактных поверхностей. Связи между протомерами: водородные, ионные и гидрофобные.
Способность олигомерных белков к регуляции функций
Два родственных белка – гемопротеина:
Миоглобин (Mb) |
Гемоглобин (Hb) |
|
Mb – белок красных мышц. |
Hb – содержится в эритроцитах. |
|
Запасает O2 и отдает его |
Транспортирует O2 из легких в |
|
только при очень интенсив- |
ткани. (Из тканей в легкие |
|
ной работе, т.к. имеет очень |
переносит CO2 и H+) |
|
высокое сродство к O2. |
Количество O2, отдаваемое в |
|
|
ткани, может регулироваться. |
|
I стр-ра: Одна полипептид. |
I стр-ра: α-цепь – 141 аминок-та |
|
цепь – 153 аминокислоты. |
β-цепь – 146 аминок-т. |
|
II стр-ра: 8α-спиралей |
------------ // ------------ |
|
(названия от A до H) |
------------ // ------------ |
|
III стр-ра: компактная |
||
|
||
глобула |
|
|
IV стр-ра: отсутствует. |
Олигомер: 2α-цепи и 2β-цепи. |
|
|
|
Строение активного центра Mb и Hb:
1)Активный центр Mb и Hb расположен в «кармане», образованными двумя спиралями F и E, имеющие гидрофобные радикалы аминокислот, за исключением 2 остатков гистидина F8 и E7.
2)В центре гема располагается ион Fe2+, связанный 4 связями с атомами азота пиррольных колец.
3)Fe гема связывается в активном центре ещё одной
прочной связью с Гис F8 и выходит из плоскости гема.
4)O2 – гидрофобная молекула, легко проникает в активный центр и связывается с Fe гема по другую сторону его плоскости.
5)Гис E7 – создает оптимальные условия для связывания O2 и уменьшает сродство гема к CO.
Строение активного центра Mb и Hb (схема из малинового учебника):
Кривые диссоциации O2 для Mb и Hb:
1) Mb имеет очень большое сродство к O2.
При ПД O2 – 40 мм рт. ст. в венозной крови Mb полностью насыщен O2. И даже при низком ПД O2 – (10-20 мм рт. ст.) Mb почти полностью насыщен O2. Только при тяжелой физической работе ПД O2 может снизиться до 5 мм рт. ст., и Mb способен легко отдавать O2.
2) Hb – насыщается в легких O2 на 100%, а в тканях отдает его в зависимости от ПД.
Вотдыхающих мышцах ПД O2 – 40-50 мм рт. ст. При этом Hb отдает тканям ~ 20% O2.
Вработающей мышце ПД O2 падает до 10 мм рт. ст. и Hb резко ↑ отдачу O2.
Вывод: отдача O2 в ткани – регулируемая функция Hb.
Это происходит благодаря кооперативным изменениям конформации протомеров.
Кооперативные взаимодействия между протомерами характерны для всех олигомерных белков.
Это проявляется в том, что изменение конформации одной из субъединиц олигомерного белка приводит к изменению конформации всех субъединиц, т.е. конформации всего белка.
В легких: присоединение 1-й молекулы O2 к протомеру Hb меняет конформацию всего олигомерного белка и облегчает присоединение следующих молекул O2 к другим протомерам.
Последняя молекула O2 присоединяется к Hb в 300 раз легче, чем первая.
В тканях: отрыв 1-й молекулы O2 облегчает отщепление от Hb всех последующих молекул O2.
Типы гемоглобина:
Все типы гемоглобина являются тетрамерами и содержат 2α-цепи.
1)Гемоглобин A – 2α- и 2β-цепи. Составляет ~ 98%
гемоглобина эритроцитов взрослого человека;
2)Гемоглобин A2 – 2α- и 2δ-цепи. Составляет ~ 2%
гемоглобина взрослого человека;
3)Гемоглобин эмбриональный – 2α- и 2ε-цепи.
Обнаруживается на ранних этапах развития плода;
4)Гемоглобин F – 2α- и 2γ-цепи. Приходит на смену
раннему гемоглобину плода на 6-м месяце развития;
На способность Hb отдавать O2 в тканях сильно влияет наличие регуляторов, к которым относятся H+, CO2 и 2,3-бифосфоглицерат (2,3-БФГ).
Эффект Бора
Основные функции гемоглобина:
1)транспорт O2 из легких в ткани;
2)транспорт CO2 и избытка H+ из тканей обратно в легкие.
Эффект Бора – увеличение освобождения кислорода гемоглобином в зависимости от концентрации протонов.