Лекция. Гемоглобин

Гемоглобин (Г) – сложный белок, который относят к гемопротеидам.

– содержат в качестве небелкового компонента Гем.

Гем- циклический тетрапиролл (или протопорфирин), содержащий 1 атом железа.

Тетрапиррол состоит из 4 молекул пиррола, соединённых метиленовыми мостиками с образованием кольцевой сопряжённой (чередование = и – связей) структуры. В центре плоского кольца протопорфирина находится один атом Fe в ферро состоянии (Fe²⁺).

Гемоглобин

Нв А- основной гемоглобин взрослого человека имеет

2-L цепи (141 ак) и

2-B цепи (146 ак), т.е. 4 субъединицы, являясь олигомерным белком.

В молекуле Гемоглобина 4 гема, т.е. 4 участка связывания О_2.

1. Конфигурация ППЦ в Г. Предназначена для акцептирования и транспорта О_2.

Г- акцептирует и транспортирует О_2.

2. Гемоглобин имеет четыре уровня структурной организации. Четвертый уровень структурной организации приводит к появлению новых свойств.

3. Это свойство: регуляция специфическими компонентами внутренней среды (H⁺, СО₂, 2-3 ДФГ).

Эти компоненты связываются с Г не в области гема, а в других («аллостерических») участках белка, и влияют на способность Г связывать О₂.

Это аллостерическое взаимодействие и Г-аллостерический белок.

Следствием этого являются аллостерические эффекты (их 3):

-кооперативное связывание О₂ с Г.

-эффект Бора

-влияние 2-3 ДФГ на сродство Г к О₂.

Белковая часть содержит 10 участков, из которых 8 спирализованы, а 2 нет.

Спирализованные участки обозначаются латинскими буквами от А до Н.

А В С D E F G H

Внутренняя часть глобулы содержит лишь неполярные гидрофобные R (ост) а.к., и поэтому защищена от взаимодействия с H2O/

Во внутренней части имеется 2 поляризованных R гистидина.

Гис в F спир. Гис в E пир.

Иное обозначение:

гис F8 гис Е7

проксимальный дистальный гис

Ф-ция: создаёт оптимальные условия для связывания М с О2.

гистидин

ф-ция: связывает F²⁺ c белковой частью

1. В местах изгибов цепи М- 4 остатка пролина.

2. Плоское кольцо гема лежит в гидрофобном кармане миоглобина.

Атом Fe²⁺ имеет 6-координационных связей:

4 с атомами N-4* пиррольных колец в одной плоскости.

5 с белковой частью ч/з проксимальный гис F-8.

6 для О_2.

Вблизи 6-й коорд. Связи расположен дист. гис Е-7.

Он не соединён с гемом, но близкое его расположение обусловливает угловое присоединение молекул О_2.

О_{2 –} занимает угловое присоединение (L=121⁰)

Е₇ обеспечивает угловое присоединение О₂, но с гемом не соединяется.

3. Атом Fe²⁺ имеет различное расположение относительно плоскости гема:

В неоксигенированном гемоглобине (без О₂) ат Fe²⁺ выступает из плоскости гема на 0,3 А⁰ в сторону проксимального гист F8.

В оксигенированном гемоглобине О₂ занимает 6-ое положение и атом Fe²⁺ подтягивается к плоскости гема на 0,2 А⁰, а за ним тянется прокс. гис F8 и полипептидная цепь.

Таким образом гем не является жёсткой структурой и белковая глобула может принимать новую конформацию.

4. Полипептидное окружение гема обеспечивает обратимость оксигенирования (связыв с О₂) и нечувствительность к окислению.