химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ля НЬ состоит в падении сродства гемоглобина к кислороду по мере отщепления его молекул. Изменения парциального давления 02 в тканях должны быть невелики. Если бы для гемоглобина была характерна гиперболическая кривая К(/з), подобная кривой Y(p) для миоглобина, то лишь малая доля переносимого О2 отщеплялась бы в тканях. В результате организм задыхался бы даже в атмосфере чистого кислорода. Эффективность дыхательного транспорта еще больше повышается 2,3-дифосфоглицератом (ДФГ) и вследствие эффекта Бора; первый фактор понижает сродство НЬ к 02, а второй увеличивает его.

Эффект Бора, свойственный гемоглобину, но не миоглобину, состоит в том, что сродство НЬ к Од зависит от рН среды. Оно минимально вблизи рН 6 и максимально вблизи рН 9. Иными

4 5 6 7 8 9 10 рН

7.4. Зависимость сродства НЬ к 02 от рН.

словами, малые концентрации протонов облегчают присоединение 02 и, наоборот, малые концентрации 02 облегчают присоединение протонов. Повышая рН венозной крови и тем самым увеличивая ее способность поглощать бикарбонат, эффект Бора обеспечивает главный механизм обратного транспорта СО2 из тканей к легким. Последующий механизм непосредственно зависит от взаимодействия НЬ с С02. Зависимость сродства к 02, выражаемого lgjDi/a (ръ—парциальное давление, отвечающее полунасыщению НЬ кислородом), от рН (т. е. эффект Бора), показана на рис. 7.4 [13].

Отличие коэффициента п от 1 в уравнении Хилла и соответствующая S-образность кривой отражают гем-гем-взаимодей-ствие, т. е. взаимосвязь четырех субъединиц и, следовательно, кооперативность присоединения 02. Впервые эта проблема была рассмотрена Эдейром [14], предположившим, что связывание лиганда происходит в четыре стадии

НЬХ, + X < * ИЪХ1+1 (i = 0, 1, 2, 3), (7,3)

причем каждая стадия характеризуется своей константой равновесия КгПарциальное насыщение лигандом (X — его концентрация) описывается соотношением

V __ + Ж1К2Х2 + ZKiK2KbX3 + 4K\K2K*K\Xi п 4v

Г ~~ 4 (1 + КуХ + К1К2Х2 + + KiKsKzKtX*) ' V9**

Другие более совершенные варианты выражения для У предложены Полингом [15], Уайманом [16], Рафтоном [17] Алленом, Гуте и Уайманом [18]. Гвидотти [19] учел при выводе выражения для F влияние диссоциации НЬ и НЬ08 на димеры. Опыт дает уравнение Хилла, которое может совпасть с выражением типа (7,4) при надлежащих значениях констант.

Подробные обзоры физических и химических свойств гемоглобина и миоглобина можно найти в [20, 23, 132]. Приведем здесь некоторые термодинамические их характеристики (табл. 7.3 [20] и 7.4 [21]).

Таблица 7.3

Равновесие миоглобина с 02 (рН 7, 20 °С)

Источник Mb Р1Д, мм Hg Д 1

К, Ю моль Д lg Pys А рН * —

ккал!моль

Лошадь Человек 0,65 0,72 0,85 0,77 0,09 0,03 -20,6 -13,1

Малость отношения Alg/?y2/ApH свидетельствует об отсутствии эффекта Бора у Mb.

По оценкам Рафтона и др. [22] теплоты отдельных стадий реакций с 02 (см. (7,3)) равны (НЬ овцы) A#i = —15,7 ± 0,8, 4 А#2 = —11,4 ± 2,5, А #3 = —7,8 ± 3,3 ккал/моль, АЯ4 = = —8,7 ± 3,3 ккал/моль. Для среднего значения имеем АН = = Ч±{АН{ + АН2 + АЯ3 + АЯ4) = —10,9 ± 0,3 ккал/моль.

События, происходящие в молекуле НЬ при оксигенации, были раскрыты Перутцом в результате рентгенографического исследования [23] (см. также стр. 234). Молекула 02 присоединяется к атому Fe гема. В оксигемоглобине атом железа расположен в плоскости порфиринового кольца, в его центре (с точностью до 0,05 А). В высокоспиновом дезоксигемоглобине атом Fe отстоит от этой плоскости приблизительно на 0,8 А в направлении имидазольного кольца Гис F 8. В таком состоянии координационное число Fe равно пяти. Оксигенация переводит Fe в низкоспиновое состояние и увеличивает число лигандов Fe на единицу. Эти изменения вызывают изменения контактов между порфириновым кольцом и плотно упакованными аминокислотными остатками глобина. Иными словами, в результате ЭКВ происходит перестройка белковых глобул.

С кольцом непосредственно контактируют 60 атомов глобина, находящихся на расстоянии ван-дер-ваальсовых контактов от кольца [24]. При введении даже наименьшего лиганда ОН", имеющего радиус 1,5 А, происходит конформационная перестройка в р-субъединицах дезоксигемоглобина. В этих субъединицах группа у-СНз остатка Вал Е 11 (67) оказывается на расстоянии 2,5 А от ОН", что меньше суммы ван-дер-ваальсовых радиусов. Следовательно, в р-глобулах НЬ нет места даже для наименьшего лиганда и при оксигенации расстояние между кольцом и Вал Е 11 (67) должно увеличиться примерно на 1 А. Напротив, в ct-субъединицах такого перемещения нет, так как ширина «кармана» достаточна для внедрения лигандов.

В оксигемоглобине С-концы всех четырех цепей имеют полную свободу вращения, а предпоследние остатки Тир — частичную свободу, в том смысле, что они проводят лишь малую долю времени в связанном положении между спиралями F и Н. Напротив, в дезоксигемоглобине каждый из С-концов дважды закреплен солевыми мостиками: а-карбоксил остатка Apr HC3(141)cti связан с cc-NH2-

страница 155
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда проекторов и экранов москва
Фирма Ренессанс купить лестницы чердачные - оперативно, надежно и доступно!
кресло 999
склады на ул. складочной

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(11.12.2016)