Трансферрин с металлами

В табл. 9.2 приведены молярные коэффициенты поглощения комплексов трансферрина в ультрафиолетовой и видимой областях. Особенно интересным является увеличение поглощения в ультрафиолетовой области при связывании ионов металла, [44] причина этого увеличения будет рассмотрена ниже. [c.337]

При связывании с ионами металла наблюдается гашение флуоресценции триптофана в трансферрине [46]. [c.337]

Основываясь на измерении диэлектрической дисперсии и внутренней вязкости, молекулу трансферрина в водном растворе аппроксимируют вытянутым эллипсоидом вращения с отнощением главных осей 3,0 4,5 [27, 47]. Так как связывание с ионами металлов либо вообще не вызывает, либо вызывает небольшое изменение внутренней вязкости и совсем не изменяет диэлектрические свойства [28, 48], можно предположить, что геометрия и гидратация молекулы при связывании с ионом металла существенно не изменяются. [c.338]

Измерения зависимости скорости протонной релаксации от частоты в растворах трансферрина позволили заключить, что приблизительно только 13 (или 2%) молекул воды в первой гидратной оболочке белка связаны относительно прочно (невращательно) это число увеличивается на два, когда белок насыщен металлом [49, 50]. [c.338]

Типы и состояния ионов металлов, специфически связанных с трансферрином [c.343]

Кроме железа и меди, комплексы с которыми хорошо изучены, белок способен связывать и многие другие многовалентные катионы. Цинк, хром, кобальт, марганец, кадмий, никель и галлий образуют комплексы такого же стехиометрического состава, как железо 9, 44, 64, 65]. Связывание хрома, марганца, кобальта и меди также сопровождается связыванием бикарбонат-иона [45]. Еще не исследовалось, участвует ли бикарбонат-ион в связывании других ионов металлов. Индий также способен связываться с трансферрином, однако еще не было показано, те ли же самые специфические центры принимают участие в связывании металла [66]. [c.343]

Как для трансферрина, так и для кональбумина в видимой области наблюдается эффект Коттона, который зависит от присутствия специфически связанного иона металла [77]. Полоса поглощения комплекса железа при 470 нм характеризуется отрицательным эффектом Коттона, в то время как полоса комплекса марганца — положительным эффектом Коттона. В отличие от этого комплексы кональбумина и трансферрина с медью, имеющие максимальное поглощение при 430 нм, не проявляют аномальной дисперсии оптического вращения в этой области. Тем не менее природа опти- [c.347]

При отсутствии связанного бикарбоната спектр ЭПР комплекса Ре—трансферрин значительно изменяется, но все еще характеризует специфически связанный металл [70]. При переходе от нейтральных к кислым значениям pH в спектре наблюдаются изменения, сопровождающиеся появлением новой компоненты, свидетельствующей о различии между связывающими центрами в таких условиях [76]. При отсутствии бикарбоната в спектрах обнаруживаются различные сигналы от тройного комплекса железа, трансферрина и многих других хелатных соединений металлов [70]. [c.349]

Константы устойчивости для этих двух центров трансферрина и кональбумина одинаковы или почти одинаковы. Тем не менее в комплексе Ре + с трансферрином в отсутствие бикарбоната при низких значениях pH или когда металл связан с Сг + обнаруживаются различия между этими центрами. Наблюдались также различия между двумя центрами трансферрина по физиологической способности служить донорами железа. [c.354]

Некоторые белки, связывающие металлы (ме-талл-связывающие белки), например трансферрин, обладают свойствами глобулинов и переносят элементы, находящиеся в плазме в следовых количествах. [c.320]

Трансферрины (сидерофилины) — группа сложных белков, полученных из разных источников и характеризующихся способностью специфично, прочно и обратимо связывать ионы железа Fe (III) и других переходных металлов. Наиболее подробно из этой группы белков изучен трансферрин сыворотки крови. Функция трансферрина заключается в транспорте ионов железа в ретикулоциты, в которых осуществляется биосинтез гемоглобина. Система трансферрин—ретикулоцит считается весьма перспективной для изучения взаимодействия металла с белком и белковой молекулы с клеткой. [c.85]

Таким образом, химические свойства этого элемента обуславливают определённый подход к получению препаратов с его радиоактивными изотопами, который заключается в следующем. Если в составе препарата радионуклид находится в форме комплексного соединения, достаточно устойчивого, чтобы предотвратить гидролиз металла, но уступающего по прочности комплексу индия с трансферрином, то такой препарат обусловит быстрое накопление радионуклида в крови, и этот радионуклид будет оставаться в комплексе с белком до полного распада. Данные свойства использованы в технологии получения препарата Цитрин, Тп . Индий образует с цитрат-ионом (С11 ) устойчивые комплексные соединения (логарифм константы устойчивости равен 10,58 для комплекса 1пС11 и 6,17 для комплекса 1пНС11+ [Ю]). Использование при приготовлении препарата смеси лимонной кислоты и цитрата натрия, обладающей определённой буферной ёмкостью, позволяет получать стабилизированное значение pH препарата. [c.395]

Использование в составе препаратов с соединений группы комплексонов — прочно хелатирующих металл агентов, может препятствовать взаимодействию радионуклида с белком в случае, если используемое соединение образует с индием комплекс, сравнимый по прочности с комплексом индия с трансферрином. Тогда поведение такого препарата в организме будет определяться специфическими свойствами хелатирующего лиганда. Так, комплекс индия с диэтилентриаминиентауксусной кислотой (ДТПА) достаточно быстро выводится из организма, что позволяет использовать соответствующий препарат — Индипедин, п для исследования клубочковой фильтрации почек. [c.395]

С помощью специфического окрашивания на бумаге установлено, что в а- и р-глобулиновых фракциях содержатся линонро-теиды и гликопротеиды с помощью радиоактивно меченных железа, меди и некоторых других металлов установлено, что последние связаны в крови преимущественно с белками этих фракций. Все это указывает на рол а- и -глобулинов как агентов, транспортирующих жиры, углеводы, металлы и т. д. К наиболее исследованным гликопротеидам крови относятся трансферрин — белок, переносящий железо, гаптоглобин — белок, способный специфически связываться с гемоглобином, и целый ряд других, для которых разработаны специальные методы анализа. Большое число исследований посвящено также и липопротеидам. [c.101]

Фракция 1У-4 осаледается при повышении концентрации этилового спирта до 40% и pH до 5,8. Фракция содержит а- и р-гло-булины без примесей липидов и некоторое количество альбумина (1У-8), Часть глобулинов этой фракции обладает биологически активными веществами. К их числу принадлежат эстераза, пептидаза, фосфатаза и тиреотропный гормон. Во фракции IV находятся глобулины, связанные с углеводами (аг-глюкопсевдоглобу-лин и аг-мукоглобулин), и р-глобулин, обладающий способностью легко соединяться с тяжелыми металлами. Этот р-глобулин состоит из двух компонентов один обладает способностью связываться с железом, другой — с медью [18]. Железосодержащий белок, получивший название трансферрина или сидерофилина, участвует, повидимому, в транспорте железа в организме (см. гл. XI). Молекулярный вес трансферрина 90 ООО, а молекулярный вес церулоплазмина, содержащего медь, 150 000 [19]. [c.175]

Отдельные очень важные классы бионеорганических соедине кий рассмотрены в книге достаточно подробно. К таким соедине киям можно отнести сидерохромы, различные ионофоры, ферри тин, трансферрины, церулоплазмин, гемэритрин, гемоцианин, кар боксипептидазы и карбоангидразу, киназы, оксидазы, ферредокси ны, гемоглобин и миогло бин, цитохромы Ь и с, цитохромоксидазы, пероксидазы и каталазы, хлорофилл, корриноиды, комплексы металлов с витамином Ве, флавином, нуклеозидами, нуклеотидами, полинуклеотидами и нуклеиновыми кислотами. Насколько нам известно, такое детальное рассмотрение строения и функций перечисленных соединений до сих пор нигде не проводилось. [c.6]

Таким образом, в соответствии с первичной структурой белка можно выделить два обширных класса железосодержащих белков сывороточный трансферрин и кональбумин из яичного белка, с одной стороны, и лактоферрины молока, слез, желудочного сока, бронхиальной и тканевой секреции, — с другой. Общее отличительное свойство этих белков — их уникальная способность связывать металл, поэтому общее название сидерофилины для всех белков, обладающих такой способностью, наиболее точно их описывает. Однако термин трансферрин получил широкое распространение и служит для того, чтобы объединить все члены этого класса соединений с наиболее тщательно изученным прототипом этих белков — сывороточным трансферрином. Поэтому пока не достигнуто согласие между всеми работающими в этой области, для облегчения общения следует сохранить оба термина. [c.332]

Дальнейшие доказательства структурных различий между трансферрином и лактоферрином были получены в результате исследования пептидных карт, полученных путем протеолитического расщепления этих белков. Интересно отметить, что когда металл присоединен к белку, наблюдается гораздо большая устойчивость к протеолитическому расщеплению, чем в отсутствие металла [32]. Исследование белка человека показало, что в двумерных картах [c.335]

Все сидерофилины — антигены. Кональбумин и трансферрин, полученные из яичного белка и сыворотки домашних птиц, имму-нохимпчески идентичны, хотя они синтезируются в разных местах [8]. В отличие от этого нет перекрестной иммунореактивности между трансферрином из сыворотки человека и лактоферрином человека [40]. Это почти определенно указывает на то, что белки структурно не родственны один другому, за исключением их способности связывать металл, и что белки молока не являются производными белков крови. [c.337]

В 1963 г. Мальмстрём с сотр. [56] опубликовал серию работ, в которых изложил результаты тщательно выполненных экспериментов с использовании классического термодинамического метода равновесного диализа, дополненного методом электронного парамагнитного резонанса. Уделяя особое внимание тому, чтобы показать, что равновесие действительно достигается, и обрабатывая свои данные новым методом графического анализа, эти исследователи заключили, что связывание железа трансферрином можно описать, предположив участие в связывании двух эквивалентных невзаимодействующих центров. Если это так, то напрашивается вывод, что трансферрин в растворах не полностью насыщен железом и должны сосуществовать три типа белковых частиц частицы с двумя связанными атомами железа, частицы только с одним связанным атомом и частицы, не содержащие металла [59]. Вернер и Вебер [21] на основании электрофоретических диаграмм, скорее интуитивно, различили три типа молекул в неполностью насыщенных железом растворах кональбумина. Однако они не сопоставили это наблюдение со своими заключениями, сделанными на основании исследования равновесия. Позднее это предположение было детально подтверждено для трансферрина с помощью фронтального электрофореза методом движущейся границы [59], а окончательно для кональбумина методом изоэлектрического фокусирования [60]. Было высказано предположение, что частицы, обладающие промежуточной подвижностью при электрофорезе и в опытах по изоэлектрическому фокусированию, могут представлять собой димер апопротеина и белка, насыщенного железом [61]. Однако позднее было доказано, что это предположение несостоятельно [41]. [c.341]

Вся сумма имеющихся в настоящее время данных подтверждает мнение о том, что термодинамические константы, описывающие связывание железа с трансферрином, внутренне идентичны. Повторное изучение методом равновесного диализа связывания железа кональбумином также показало большое сходство в связывании металла этим белком и трансферрином [62]. По-видимому, более ранние данные Вернера и Вебера были получены до достижения равновесия, так как в этих опытах проходило только 18 ч между добавлением железа к раствору апокональбумина и временем наблюдения проведенное позднее исследование зависимости от времени показало, что для достижения истинного равновесия требуется по крайней мере несколько дней [56]. Физиологическое исследование Шэйда не содержало термодинамических измерений и поэтому не противоречит предшествующим результатам. Количественных данных о связывании железа с лактоферрином в настоящее время не имеется. [c.341]

Все комплексы металлов с трансферрином имеют отчетливую окраску и полосы поглощения в видимой области. Инман [9] наблюдал усиление характеристической окраски при образовании комплексов с марганцем и кобальтом при добавлении перекиси водорода и предположил, что, по-видимому, эти ионы металлов окисляются при связывании до трехвалентного состояния. Такое предположение подтверждается измерениями статической восприимчивости при низких температурах, которые также показали, что кобальт связан в низкоспиновой диамагнитной форме [45]. [c.344]

Характеристическая красная и желтая окраски комплексов железа и меди с сидерофилинами не развиваются в отсутствие бикарбоната. Отсюда следует, что этот ион играет главную роль в комплексообразовании металлов с белками [5]. Прямое измерение количества двуокиси углерода, выделяющейся при кислотной денатурации комплексов с железом [42], медью [69], хромом, марганцем и кобальтом [45], подтвердило сделанное ранее предположение Шэйда [5] о том, что на каждый связанный ион металла связывается один бикарбонатный ион. Связывание бикарбоната не является обязательным, и это было продемонстрировано серией исследований связывания металла с трансферрином методом спектроскопии электронного парамагнитного резонанса, которые показали, что специфическое связывание, по крайней мере железа и меди, может происходить и в отсутствие бикарбоната [70]. Образующиеся при этом комплексы были бесцветны и поэтому недетектируемы до появления метода ЭПР. Очевидно, в отсутствие бикарбоната связь железо — белок гораздо слабее, чем в его присутствии, так как при стоянии не содержащего бикарбоната комплекса железа с трансферрином при нейтральных или более высоких значениях pH наблюдается гидролиз железа с образованием нерастворимого гидроксида железа(III). Возможная физиологическая роль этого эффекта будет обсуждена в разделе, посвященном биологическим функциям сидерофилинов. [c.344]

Большинство комплексов металлов с сидерофилинами имеют интенсивные полосы поглощения в видимой области, которые обусловлены их характерной окраской (табл. 9.2). Детальный квантовомеханический анализ хромофорных центров не проводился, так что еще нет объяснения природы полос поглощения в видимой области. Простой перенос заряда, вероятно, исключается [73]. По-видимому, разумно предположить, что эти полосы обусловлены переходами между главным образом Зс -орбиталями центрального иона металла, разрешенными вследствие гибридизации с 4р- и 45-орбиталями, возникающей из-за напряженной геометрии координирующихся лигандных групп белка. Было показано, что это действительно имеет место в случае координации меди с церуло-плазмином [74]. Имеет смысл упомянуть здесь и о других заслуживающих внимания особенностях полос поглощения в видимой области комплексов металлов с сидерофилином в присутствии бикарбоната комплекс меди имеет необычную глубокую желтую окраску, обусловленную поглощением с максимумом при 430 нм, в то время как в спектре комплекса хром—трансферрин—бикарбонат в видимой области обнаруживаются две отдельные полосы. [c.346]

Необычная способность металлсвязывающего центра трансферрина связывать и ионы меди, и ионы железа заслуживает обсуждения. При связывании меди окружение иона металла приобретает симметрию, очень близкую к аксиальной [76]. Небольшое отклонение от аксиальности явственно вытекающее из спектров ЭПР, снятых при 35° С, согласуется с оптической активностью, наблюдаемой Наги и Лерером [78]. В отличие от этого спектры ЭПР [55] и оптическая активность комплекса железа свидетельствуют о гораздо более низкой симметрии металлсвязывающего центра. По-видимому, лиганды, предоставляемые белком, обладают очень большой гибкостью, и этим объясняется легкая приспособляемость этого центра к иону металла. [c.348]

Трансферрин, связанный с Ре + или Сг +, обладает большим сродством к рецепторам ретикулоцитов, чем апотрансферрин [94, 95]. Этот эффект частично зависит от природы закомплексованного иона металла и, по-видимому, обусловлен более высокой константой скорости реакции диссоциации комплекса ретикулоцит — трансферрин в том случае, когда белок не содержит металла. Таким образом, молекулы трансферрина, содержащие Сг + или Ре +, имеют более продолжительное время жизни на поверхности ретикулоцита, при этом среднее время жизни молекулы белка на поверхности клетки, вероятно, составляет 5—10 мин [4]. Трансферрины, содержащие марганец, медь или цинк, ведут себя подобно апотрансферрину [93]. Яндл и Катц, [96] и Корнфельд [94] рассчитали, что на поверхности ретикулоцита имеется около 50 ООО рецепторных центров, так что в условиях насыщения около 2% площади поверхности клетки занято трансферрином. Бейкер и Морган [97] подсчитали, что с ретикулоцитом может быть связано 500 ООО молекул белка. [c.355]

Трансферрины (сидерофилины) — группа белков из разнообразных источников, характеризующихся способностью специфично, прочно и обратимо связывать ионы Ре(П1) и ионы других переходных металлов. Функция сывороточного трансферрина, который наиболее подробно изучен, состоит в том, чтобы транспортировать ион железа в кровь и направлять его к ретикулоцитам, которым он нужен для биосинтеза гемоглобина. Система трансферрин — ретикулоцит до сих пор является уникальной для изучения взаимодействия металла с белком и белка с клеткой. [c.357]

Можно утверждать, что в биосистемах свободных ионов /-металлов практически нет, так как они или гидролизуются, или находятся в составе координационных соединений. Чаще всего /-элементы участвуют в биохимических реакциях в составе комплексов с лигандами — аминокислотами, пептидами, белками, гормонами, нуклеиновыми кислотами и т. д. Наиболее распространенные металлоферменты, такие, как карбоангидраза, ксантинооксидаза, цитохромы и др., представляют собой биокомплексы /-металлов. Простетические группы гемоглобина, трансферрина и других сложных белков также представляют собой хелатные комплексы /-металлов (см. главу 5). [c.191]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология