Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Степанов В.М. -> "Молекулярная биология. Структура и функция белков" -> 70

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 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 140 >> Следующая

Рис. 8.4. Модель четвертичной структуры гемоглобина
'Диски, помеченные буквой Н, - гемы. Видны контакты а! 02 и с& 01 Показано, что слабый контакт а1 а2 зависит от взаимодействия N-koh-цевых остатков валина и С-концевых - аргинина
/ * .
, 1 * ' • I , * *
ки поверхности глобул. В его формировании участвует 19 остатков аминокислот, образующих гидрофобные контакты и водородные связи. На его долю (вместе с таким же контактом а2(.— 01) приходится 33% общей поверхности межсубъединичных контактов. Как следствие, он значительно слабее контакта al — 01.
Еще слабее контакты между одноименными субъединицами. al — а2 и 01 — 02, которые представлены немногими, преимущественнр ионными, взаимодействиями. На них приходится около 7% общей поверхности контактов,, стабилизирующих четвертичную структуру. Таким образом, два контакта, т.е. al — 0\ и «2 — 02, доминируют в структуре молекулы гемоглобина. В определенных условиях, например в 2М NaCl, гемоглобин диссоциирует на. димеры а— 0, сохраняющиеся благодаря прбчному контакту а\ *- 01. Практически четвертичная структура гемоглобина как бы образована двумя относительно жестко связанными димерами а — 0, которые удерживаются вместе более слабыми взаимодействиями (димер димеров).
169
Рис. 8.5.. Поворот и смещение а&*димеров в четвертичной .структуре гемогло- ¦ бина друг относительно друг» при переходе белка из дезокси- в оксиформу
Поворот составляет примерно 15*. смещение - 0,8 А. Димеры фиксируются в новой позиции за счет изменений контакт» а102 (ем. рис. 8.9)
В определенных условиях взаиморасположение -димеров может изменяться за счет изменения характера менее прочных контактов orl — Д2 и особенно с*1 ~о2 и /Я — Д2. Не следует думать, что слабые контакты между субъединицами, не слишком значимые для поддержания целостности молекулы, не важны функционально. Наоборот, именно сочетание слабых и сильных взаимодействий обусловливает коопера-тиепостъ четвертичной структуры гемоглобина, что, по-видимому, характерно и для многих других белков, обладающих этим уровнем организации.
Как показал рентгеноструктурный анализ, четвертичная структура молекулы гемоглобина может находиться в ъдном из двух состояний, отличающихся поворотом димеров а -* у? друг относительно друга (рис. 8.5). Одно из них устойчиво, если субъединицы насыщены кислородом и молекула гемоглобина содержит четыре молекулы кислорода, — окстемоглобин* Другое стабильно, если субъединицы кислорода не содержат, — дезоксихемохлобин. Промежуточные формы неустойчивы, их содержание в любой момент времени невелико. Существованию двух взаимопревращающихся форм четвертичной структуры гемоглобин и обязан неоперативностью связывания и отщеп* ления кислорода, а также рядом других функционально важных свойств. -
8.2.2. Присоединение кислорода к гемоглобину я сопровождающие его изменения трегичной структуры
1 1
Принято следующее, весьма огрубленное, описание цепи событий, сопровождающих присоединение молекулы кислорода к какой-либо из субъединиц гемоглобина.
Молекула кислорода проникает внутрь субъединицы и размещается между атомом железа гема й имидазольной групйой дистального гистидина, которая, видимо, образует с одним из атомов кислорода 170
Плоскость
порфирина
Рис. 8.6. Изменения конформации вблизи гема, сопрбвождаг-ющке присоединение' кислорода к
водородную связь. Присоединение кислорода изменяет электронное состояние атома железа, который до этого находился как бы "над" плоскостью гема, а теперь смещается на 0,4 —
ОД А, приближаясь к кислороду и втягиваясь в плоскость йорфириново-го кольца (рис. 8.6). Это движение приводит к соответственному смещению имидаэола проксимальною гистидина, образующего с железом связь, близкую к, ковалентной. Смещение имидазола вызывает далее смещение всего остатка гистидина Hi в F8 и всей о-спирали F, в которой этот атому железа й переход субъеди-остатрк расположен,. Понятно, что ВДы гемоглобина из дезокси--,в изменение структуры,* начатое нёболь* * 0КСИФ°РМУ
пшм , перемещением атома железа, Атом железа втягивается в плоскость
охватывает немало атомов белка. 410 9Ы?ьшает
смещение связанного с ним остатка
Важным последствием такого гистидина F8* за которым следует структурного перехода является то, что боковая р-оксибензильная группа остатка тирозина Туг НС2, располагавшаяся в дезоксигемоглобине между спиралями F и Н, из-за их сближения вынуждена покинуть это место в структуре и. выйти на поверхность молекулы (рис. 8.7). Заметим, что остаток.Туг НС2 предшествует С-концевому Arg НСЗ.
Резкое изменение позиции, соседнего тирозина влечет за собой и изменение в расположении этого остатка аргинина, а значит, сразу двух заряженных групп: tt-карбоксилат-иона и. гуанидиниевой группировки, — которыми, он обладает. До присоединения кислорода заряженные функциональные группы С-концеВого остатка Arg НСЗ одной из «-цепей (al-цепи) участвовали в образовании двух солевых связей. Карбоксилат-ион взаимодействовал с протонированной «-аминбгруп-пой N-концевого остатка другой «-цепи («2), обслуживая «I — а2-контакт. Катирииая гуанидогрушф образовывала соль с карбоксилат-ионом Asp-126 в той же цепи al.. После присоединения кислорода С-концевой аргинин утрачивает обе эти связи и приобретает способность практически свободно вращаться. 'Го же происходит и с С-концевым аргинином цепи «2, так что в оксигемоглобине контакт между одноименными субъединицами «1 — «2, и без того слабый, становится мало существенным.
Предыдущая << 1 .. 64 65 66 67 68 69 < 70 > 71 72 73 74 75 76 .. 140 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed