Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Степанов В.М. -> "Молекулярная биология. Структура и функция белков" -> 69

Молекулярная биология. Структура и функция белков - Степанов В.М.

Степанов В.М. Молекулярная биология. Структура и функция белков — М.: Высшая школа, 1996. — 335 c.
ISBN 5-06-002573-Х
Скачать (прямая ссылка): strukturifunkciibelkov1996.djvu
Предыдущая << 1 .. 63 64 65 66 67 68 < 69 > 70 71 72 73 74 75 .. 140 >> Следующая

В миоглобине некоторых моллюсков положение Е7 занято не гистидином, а валином, что также приводит к значительному понижению сродства к кислороду. Очевидна* что водородная связь, образуемая имидазольной группой дистального гистидина с кислородом, .способствует связыванию последнего. Таким образом, вокруг двухвалентного железа гема пять координационных мест заняты атомами азота (четыре из них принадлежат порфирину, пятый — His F8), одно — кислородом. ')
Пространство, в котором связывается молекула кислорода, не име-
166
ет, однако, постоянного выхода в окружающую миоглобин воду. Предполагают, что боковые группы остатка Hie Е7 и соседнего е-ч ним Arg CD3 могут занимать несколько разных положений, образуя своегорода “дверцу". Бе открытие позволяет молекуле кисло-' рода подойти к гему. Неясно, "дожидается" . ли кислород случайного открывания "дверцы" в результате тепловых колебаний или
.¦* A A ie
pb'tmpw.
, 1" • * *#" * •
Рис. 8.3. 'Кривые зависимости степени насыщения кислородом миоглобина (J) и гемоглобина (2) в заг-висимости от парциального давления кислорода
как-то его индуцирует. Очевидно, что динамика молекулы миоглобина играет существенную роль в его функции. *•
Напомним, что в нормальных условиях ,в миоглобине и других глобинах при присос единении кислорода окисления железа fae
наблюдается. Судя по модельным опцтам, это как-то связано с погружением комплекса гем—кислород в гидрофобную среду, каковой является окружение гема в глобинах. Если все же окисление происходит и железо переходит в трехвалентное состояние, то образуется так называемый фсрргиииоглобин, уже не способный функционировать. Место связывания кислорода в нем занято водой. Заметим, что ту же рпадину между атомом железа и дистальным гистидином могут занимать и другие молекулы. Например, СО связывается с гемом примерно в 200 раз прочнее .кислорода, лишая глобин возможности функционировать.
Кислород легко связывается миоглобином — полное насыщение белка достигается уже при парциальном давлении около 10 мм рт.ст., а 60%-ное — при 1 мм рт.ст.1 (рис. 8:3). Таким образом, миоглобин хорошо приспособлен к хранению кислорода в .мышцах, насыщаясь им уже при весьма низких парциальных давлениях, характерных для тканей. Однако он не мог бы обеспечить транспортной функции: насытившись кислородом в легких, он с трудом отдавал бы его в капиллярах. Эту задачу решает родственный миоглобину, но построенный более сложно белок — гемоглобин.
8.2. ГЕМОГЛОБИН
Все гемоглобины млекопитающих имеют четвертичную структуру и состоят из четырех субъединиц. Практически всегда это две пары одинаковых субъединиц, так что гемоглобины стехиометрически могут
1 1 мм рт.ст. = 1,3 гПа.
Цj >9 167
быть представлены формулами вида а202, «272» а2&2 и т.д. Пептидные цепи, соответствующие субъединицам гемоглобинов, .обнаруживают сходство . первичных, структур, -являются, гомологичными. Так, при сравнении первичных структур а- и /3-цепей гемоглобина А человека, которые состоят соответственно, из 141 и 147 аминокислот, совпадает около половины остатков. Гомология выявляется и при сравнении последовательностей гемоглобинов и миоглобинов, хотя она менее - 1 * - \ 1 '
выражена.
В то же время третичная структура, и способ укладывания полипептидных цепей в пространстве у миоглобинов и субъединиц гемоглобинов весьма близки, что отражает их ..эволюционное родство, происхождение от одного предшественника.' Таким образом, субъединицы гемоглобина построен^ почти так же, как описанная выше молекула миоглобина: с^-субъединица обрадована семью, 0 — во&емью «-спиралями. Присоединение молекулы кислорода к субъединицам гемоглобина, каждая из которых содержит гем, в первом приближении протекает так же, как и при насыщении миоглобина. .
Главное различие функциональных срЬйств миоглобина и гемоглобина состоит в том, ^то четвертичная структура сообщает молекуле гемоглобина способность регулировать присоединение и отщепление кислорода, придает ей кооперативный свойства, которых лишен миоглобин. С учетом этого дальнейшее рассмотрение свойств гемоглобина будет посвящено анализу четвертичной структуры этого белка и ее функциональной роли.
8.2.1. Четвертичная структура гемоглобина
В четвертичной структуре гемоглобйна субъединицы образуют тетраэдр, стабилизированный межсубъединичными. контактами — системой нековаленТных связей. Эти контакты, На которые приходится в общей сложности примерно 1/5 всей поверхности четырех субъединиц, весьма различны по числу нековалентных взаимодействий и, следовательно, по прочности (рис. 8.4). Наиболее развит и наиболее устойчив контакт между о-субъединицей и одной из /2-субъединиц — так называемый контакт а1 — 01. В его образовании участвует 34 аминокислотных остатка, 110 атомов сближены в нем на расстояние, меньшее 4 А. Если принять общую площадь межсубъединичных контактов за 100%, то на контакт с*1 — /?1 и идентичный ему а2 — 02 придется 60%, что отвечает весьма сложной сети по преимуществу гидрофобных взаимодействий и нескольких водородных связей. Контакт той же al-субъединицы с другой /2-субъединицей, так называемый контакт а1 — 02, выглядит иначе, так как его образуют другие участ-168
Предыдущая << 1 .. 63 64 65 66 67 68 < 69 > 70 71 72 73 74 75 .. 140 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed