1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Биология
  3. Гемоглобин

Гемоглобин

В состав белка гемоглобина входят простой белок глобин и простетическая группа гем. Хэм – это хелатный комплекс иона железа и порфирина – циклической соединения, содержащего 4 пирольни кольца, соединенные метиленовыми мостиками.

Синтез гема

Существуют различные порфирины, отличающиеся боковыми группами пирольних колец. Гем гемоглобина, как и миоглобина, цитохромов-b и Р-450, каталазы и пероксидаз – это феропротопорфирин IX (ферро – железо двухвалентное). Его еще называют протогема. Известны еще геммы а с, содержащихся в цитохромах. Ион железа связан с 4 атомами азота пирольних колец порфирина (2 связи ковалентные и 2 – донорно-акцепторные). Кроме этого, ион железа совмещенный координационным связью с атомом азота имидазольного кольца остатка гистидина, что входит в состав полипептидной цепи глобина. Дополнительная стабилизация связи гема с глобином происходит за счет гидрофобных и ионных взаимодействий протопорфирина и аминокислотных радикалов глобина. К шестому координационного положение железа могут присоединяться молекулы кислорода или других лигандов (СО, NO, цианид-ион). Связывания кислорода – процесс обратимый и не сопровождается окислением Fe2 + до Fe3

Глобин является олигомерных белком, содержащим 4 полипептидных цепи (2 альфа-цепи по 141 аминокислотному остатку и 2 бета-цепи по 146 аминокислотных остатка). С каждым цепью связан один гем. Четыре полипептидные субъединицы в пространстве размещены в виде тетраэдра и в плотной упаковке дают глобулярную молекулу, в которой каждая субъединица имеет контакт с тремя другими. Такое строение основного гемоглобина взрослого человека – гемоглобина А.

Минорные гемоглобины эритроцитов взрослого человека – гемоглобин А2, имеющий структуру альфа2 дельта2, гликозилированного гемоглобина А1b и НbА1с. На минорные Нb приходится 5-10%. Для эритроцитов плода характерен НbF (фетальный), который состоит из двух альфа-цепей и двух гамма-цепей. В последние недели беременности и первые недели после рождения НbF постепенно заменяется на НbА. Специфические свойства НbF обусловливают повышенное сродство его к 2 и, таким образом, перенос кислорода от матери к плоду.

В крови людей открыто около 300 вариантов гемоглобинов, которые образовались в результате мутаций генов. Огромное большинство таких гемоглобинов содержит единичную аминокислотную замену в альфа или бета-цепи. Реже встречаются аномальный гемоглобин с делециями или вставками аминокислот. Многие из вариантов гемоглобинов функционируют нормально и не вызывают симптомов заболевания. Но в некоторых случаях структурные аномалии так существенно нарушают функции гемоглобина, наблюдаются клинические признаки заболевания. Наиболее распространенным среди аномальных гемоглобинов является гемоглобин S. У людей – носителей гена НBs – имеет место серповидно-клеточная анемия, по механизму развития относится к гемолитическим. НBs отличается от НbА заменой одной аминокислоты: в 6 положении бета-цепи глутаминовая кислота заменена валином. Поскольку эти аминокислоты отличаются по заряду и гидрофобностью, замена проявляется низкой растворимости НВs в дезоксиформи (растворимость оксигемоглобина не снижается). Молекулы дезоксигемоглобином S ассоциируют с образованием нитей, волокон и пучков волокон, что приводит к изменению формы эритроцитов. Серповидные клетки менее стабильны и быстро подвергаются лизису.

При уменьшении количества эритроцитов и снижении содержания гемоглобина возникает анемия. В крови гомозиготных лиц есть только НBs и у них развивается тяжелая анемия, смерть наступает в раннем детском возрасте. У гетерозигот, имеющие в эритроцитах НBs и НbА, проявляются только слабые признаки болезни. Характерно, что в таких индивидуумов задерживается развитие в эритроцитах малярийного плазмодия и они не болеют малярией или легко переносят ее. Ген НBs распространен в малярийных областях. В некоторых аномальных гемоглобинов увеличивается или уменьшается сродство к кислороду, что также может приводить к гематологических заболеваний. Кроме рассмотренных гемоглобинопатий, встречаются наследственные болезни вследствие нарушения образования в равных количествах альфа- и бета-цепей или полного отсутствия синтеза одного вида цепей. Эти болезни называются талассемии. Вследствие дисбаланса альфа- и бета-цепей избыточные цепи выпадают в осадок, уровень гемоглобина и продолжительность жизни эритроцитов снижаются. Гомозиготная форма альфа-таласемий приводит к смерти еще в период внутриутробного развития или вскоре после рождения.

Синтез гемоглобина

В клетках-предшественниках эритроцитов (эритробластах и ретикулоцитов) все компоненты Нb – альфа-цепи, бета-цепи и гем – синтезируются в сбалансированных количествах. Субстратами для синтеза порфиринового цикла гема является глицин и сукцинил-КоА. При их взаимодействии образуется гамма-аминолевулиновая кислота

ПОДІЛИТИСЯ: