Серповидный гемоглобин

Следует еще раз подчеркнуть, что нарушение или выпадение любого звена, участвующего в синтезе белка, почти всегда приводит к развитию патологии, причем клинические проявления болезни будут определяться природой и функцией белка, синтез которого оказывается нарушенным (структурный или функциональный белок). Иногда синтезируются так называемые аномальные белки как результат действия мутагенных факторов и соответственно изменения генетического кода (например, гемоглобин при серповидно-клеточной анемии). Последствия этих нарушений могут выражаться в развитии самых разнообразных синдромов или заканчиваться летально. [c.544]

Рис. 126. Электрофоретическая подвижность нормального и серповидного гемоглобина как функция pH, Изоэлектрическая точка серповидного гемоглобина пpи epнo на 0,2 единицы pH выше, чем у нормального гемоглобина. Наблюдается более или менее постоянное различие в подвижности во всем интервале pH, величина которой дает основание полагать, что 7. для нормального гемоглобина более отрицательно примерно на два заряда во всей приведенной области pH

Установление первичной структуры субъединиц молекулы гемоглобина стимулировало исследования по расшифровке структуры так называемых аномальных гемоглобинов. В крови человека в общей сложности открыто около 150 различных типов мутантных гемоглобинов. Появляются мутантные формы гемоглобинов в крови вследствие мутации генов. Обычно мутации делят на 3 класса в соответствии с топографией измененного участка молекулы. Если замена аминокислоты происходит на поверхности молекулы гемоглобина, то это мутация первого класса подобные мутации обычно не сопровождаются развитием тяжелой патологии, и болезнь протекает бессимптомно исключение составляет серповидно-клеточная анемия. При замене аминокислоты вблизи гема нарушается связывание [c.81]

Глобин принадлежит к группе гистонов, так как он растворяется в разбавленных кислотах (изоэлектрическая точка 7,5). Примерно одну пятую часть молекулы белка составляют основные аминокислоты, среди которых преобладает лизин. В большинстае гистонов преобладает аргинин. Аминокислотный состав гемоглобина лошади приведен в табл. 42 (стр. 657). Содержание серы (щистива) в глобинах колеблется IB гемоглобине лошади— 0,39%. в гемоглобине кошки — 0,62%, в гемоглобине курицы — 0,86%. Гемоглобин здорового взрослого человека так же, как и гемоглобин лошади, не содержит изолейцина фетальный гемоглобин (HbF) содержит примерно восемь остатков этой аминокислоты. Гемоглобин S, который находится в крови больных серповидной анемией (болезнь, характеризующаяся массовым распадом эритроцитов), является продуктом врожденного нарушения нормального метаболизма. Гемоглобин S значительно менее растворим, чем гемоглобин А, его изоэлектрическая точка лежит заметно выше (на [c.671]

Нормальный гемоглобин НЬА Гис—Вал—Лей—Тре—Про—Глу—Глу—Лиз—... Серповидный гемоглобин НЬ5 Гис—Вал—Лей—Тре—Про—Вал—Глу—Лиз—... [c.37]

Изучение строения белков позволило в ряде случаев вскрыть химическую первопричину некоторых болезней. Так, при тяжелом наследственном заболевании — серповидной анемии — больным оказывается белок крови — гемоглобин в нем содержится одна неправильная аминокислота. Наблюдения такого рода имеют огромное значение не только для биологии как науки, но [c.336]

Серповидная форма эритроцитов обусловлена склонностью молекул гемоглобина 8 к агрегации [c.218]

Ставший классическим пример такой мутации — серповидно-клеточная анемия. Это очень тяжелое наследственное заболевание, вызванное, как совершенно точно установлено, заменой лишь одной аминокислоты в одном белке — гемоглобине. [c.32]

Иерархия уровней структуры белка во многих случаях не соблюдается. Иерархия уровней установлена на примере глобулярных белков и их агрегатов. Действительно, в большинстве случаев глобулярный мономер достаточно стабилен и почти не изменяется при агрегировании, в связи с чем комплексная структура по существу определяется характеристиками поверхности известной мономерной структуры. Такой подход был применен при исследовании серповидно-клеточного гемоглобина [270]. Однако иерархические зависимости неприменимы к рибосомам. Рибосомные белки настолько вытянуты [7], что структура каждой отдельной единицы не стабильна и стабилизируется только в процессе агрегирования. [c.126]

У людей обнаружены патологические типы гемоглобина. К ним относится так называемый серповидный гемоглобин (HbS — от англ. si kle — серп). Серповидный гемоглобин встречается у людей, страдающих болезнью крови — дрепапоцитозом. Эта болезнь внешне выражается в том, что эритроциты приобретают форму серпа или полулупия. HbS плохо растворим и, выпадая из раствора, деформирует эритроциты, придавая им серповидную форму. [c.517]

Классическим примером наследственной гемоглобинопатии является серповидно-клеточная анемия, широко распространенная в странах Южной Америки, Африки и Юго-Восточной Азии. При этой патологии эритроциты в условиях низкого парциального давления кислорода принимают форму серпа (рис. 2.2). Гемоглобин S, как показали Л. Полинг и др., отличается рядом свойств от нормального гемоглобина в частности, после отдачи кислорода в тканях он превращается в плохо растворимую дез-окси-форму и начинает выпадать в осадок в виде веретенообразных кристаллоидов, названных тактоидами. Последние деформируют клетку и приводят к массивному гемолизу. Болезнь протекает остро, и дети, гомозиготные по мутантному гену, часто умирают в раннем возрасте. [c.83]

В. Электронная микрофотография серповидного эритроцита, снятая в проходящем пучке видны продольные ряды полимерных молекул серповидноклеточного гемоглобина, придающих клетке необычную форму. [c.215]

Мутации чаще всего обозначают название города или местности, где они были обнаружены. Серповидную форму клеток вызывает только гемоглобин 8. Другие мутантные гемоглобины характеризуются иными функциональными изменениями. [c.219]

Серповидная форм обусловлена сюп кул гемоглобина 5 - [c.363]

Каковы перспективы борьбы с этим заболеванием Продлить жизнь больным можно, переливая кровь, но эти меры не являются радикальными. Недавно проведенные исследования показали, что цнанат реагирует с концевой аминогруппой валина в -субъединицах гемоглобина S это снижает вероятность образования серповидных клеток. Реакция описывается следующим уравнением [c.315]

Изучение строения белков-гормонов и других белков, выполняющих важные физиологические функции, позволило в ряде случаев вскрыть химическую первопричину некоторых болезней. Так, при тяжелом наследственном заболевании, так называемой серповидной анемии, больным оказывается белок крови гемоглобин. Его заболевание заключается в том, что в сложной структуре этого белка всего одна аминокислота заменена другой. Подобных молекулярных болез.чен (термин, предложенный известным американским ученым Полингом) в настоящее время известно несколько. [c.344]

Недостаточное содержание нек-рых Б.-п. в организме-причина ряда заболеваний. Известны многочисленные генетически обусловленные заболевания, связанные с изменением структуры гемоглобина (налр., серповидная анемия). Понижение уровня церулоплазмина при болезни Вильсоиа приводит к накоплению Си в мозге и печени и нарушению работы этих орган оа [c.254]

При низком парциальном давлении О2 гемоглобин S в эритроцитах кристаллизуется. Кристаллизация приводит к нарушению структуры эритроцитов, они приобретают серповидную форму ц легко разрушаются, что приводит к анемии. Появление остатка гидрофобной аминокислоты, валина, в 6-м положении, находящемся недалеко от конца молекулы, способствует образованию нового связывающего центра. В результате тетрамеры гемоглобина ассоциируют, образуя длинные микротрубчатые структуры , которые кристаллизуются внутри эритроцитов. [c.315]

Две фундаментальные цели генной инженерии заключаются в исправлении генетических дефектов, таких как серповидно-клеточная анемия (точечная мутация в гемоглобине), и в добавлении нормальных генов к другим, например включение гена нитроге-назы в хромосомы пшеницы. Сейчас кажется, что реализация таких целей уже в руках исследователя ген инсулина уже включен в бактерию Е. oli [13]. [c.213]

Поразительные изменения свойств могут проистекать в результате замены всего лишь одной аминокислоты на другую в молекуле белка. Так, замена остатка глутаминовой кислоты на валин в одной из четырех полипептидных цепей гемоглобина резко изменяет его свойства и приводит к болезни — серповидной анемии. Изменение других аминокислотных остатков может, однако, давать незначительный эффект или вовсе не влиять на биологическую активность. Интересный пример такого рода эффектов можно наблюдать среди различных молекул цитохрома с, выделенных из организмов, которые находятся на очень различных стадиях эволюционного статуса [12]. Цитохромы действуют при биологическом окислении как переносчики электронов и один из них, цитохром с, может быть легко растворен и выделен. Полная аминокислотная последовательность цитохрома с была определена для белков из примерно 40 видов проведено сопоставление между различными последовательностями, а также с трехмерной (по данным рентгенографии) моделью цитохрома с сердца лошади. По-видимому, цитохром с не подвержен радикальным эволюционным изменениям, однако отдельные участки (особенно положения 70— 80 в последовательности из 104 аминокислот) совершенно неизменны, тогда как другие допускают изменения в довольно широких пределах. Важно, что участок аминокислотной последовательности, ответственный за перенос электронов, содержит шесть или более остатков различных аминокислот в различных видах. [c.223]

Определены первичные структуры многочисленных анормальных гемоглобинов человека некоторые из них изучены методом рентгеноструктурного анализа, что сделало возможным объяснение патологических следствий генетических ошибок на молекулярном уровне. Серповидная анемия, названная так вследствие того, что эритроциты пациентов при низких значениях р(02) сплющиваются, приобретая форму серпа, является причиной смерти примерно 80 000 детей ежегодно. Анормальный гемоглобин ИЬЗ содержит в р-цепи Уа1-6 вместо 01и-6. Деоксигенированная форма НЬ8, по-видимому, агрегирует с образованием нерастворимого полимера. Один из предложенных методов лечения анемии заключается во введении низких концентраций цианат-иона, что, как полагают, вызывает карбомоилирование аминогруппы Л -концевых остатков валина-1 в а- и р-цепях. Первый из этих остатков участвует в межцепочечном взаимодействии в дезоксигемоглобине, а второй образует электростатическую связь с 2,3-дифосфоглицератом. Кар-бамоилирование предотвращает оба типа взаимодействий, способствуя тем самым сдвигу в сторону конформации оксигемоглобина и уменьшению риска агрегирования. [c.559]

Химический дефект при серповидно-клеточной анемии был раскрыт В. Ингремом и сводится к замене единственной аминокислоты, а именно глутаминовой, в 6-м положении с N-конца на валин в 3-цепях молекулы гемоглобина HbS (см. табл. 2.1, рис. 2.2). Это результат мутации в молекуле ДНК, кодирующей синтез 3-цепи гемоглобина. Все остальные аминокислоты располагаются в той же последовательности и в таком же количестве, как и в нормальном гемоглобине НБА [c.83]

Первичная структура белков определяется их составом и может быть описана последовательностью а-аминокислотных остатков в поли-пептидных цепях. Эта последовательность определяет строение белка. Для установления первичной структуры используются разнообразные методы деструкции, которые были уже рассмотрены в разделе, посвященном пептидам. Однако исследование первичной структуры белков вследствие наличия более длинных цепей является гораздо более сложным делом и связано с большими затратами времени, чем у пептидов. К примеру, миоглобин содержит одну нолипептидную цепь, состоящую из 153 аминокислотных остатков, а глобин имеет четыре полииеитидные цепи, две пары которых построены аналогично и содержат соответственно 141 (а-цепи) и 146 (р-цепи) аминокислотных остатков. В одной из патологических форм гемоглобина, возникающей при серповидной анемии и наблюдаемой прежде всего у африканцев, только один единственный аминокислотный остаток глутамина в р-цепи нормального глобина замещен на остаток валина. [c.656]

Мы рассмотрели самосборку вирусов, где жизненно важным является объединение белковых субъединиц в надмолекулярную структуру (икосаэдр, спираль). Интересно упомянуть о ситуации, когда самосборка белковых единиц в подобную структуру оказывается опасной для жизни. Таким случаем является известная наследственная болезнь - серповидно клеточная анемия, встречающаяся примерно в одном случае на 1(К)00 человек. Гемоглобин в здоровой клетке существует в виде тетрамеров, состоящих из двух идентичных а-цепей и двух идентичных 3-цецей. У больных серповидноклеточной анемией гемоглобин (называемый гемоглобином S в отличие от обычного гемоглобина А) отличается от нормального гемоглобина единственным аминокислотным остатком а-цепи этих двух гемоглобинов одинаковы, а в )3 цепи в гемоглобине S нормальный шестой (начиная с А -конца) аминокислотный остаток — глютаминовая кислота — замещен валином. В отличие от глютаминовой кислоты, в которой имеется кислая A-rpynna A-группа валина является нейтральной. В настоящее время считается, что валин [c.95]

Эти пептиды конкурируют с окрестностью /3-цепи вблизи валина-6 при связывании с участком соседнего тетрамера, прилежащим к фенилаланину-85 или лейцину-88, и в результате волокна из тетрамеров гемоглобина 8 не образуются. Наконец, авторами обзора [8] в качестве лекарства от серповидноклеточной анемии предложены бисалициллаты, которые при соединении с тетрамером гемоглобина 8 искажают его форму и, затрудняя слипание соседних тетрамеров, устраняют образование нитей гемоглобина 8. При этом серповидные эритроциты, которые у больных серповидноклеточной анемией забивают капилляры и затрудняют перенос кислорода, уже не возникают. [c.97]

Перутц и др. [32] показали, что гемоглобин 5 из красных кровяных телец больных так называемой серповидно-клеточной анемией является жидкокристаллическим. Эти молекулы отличаются от нормального гемоглобина А замещением лишь одной аминокислоты в последовательности 3-цепи белка. При деоксигенацип этого небольшого отличия оказывается достаточным, чтобы осуществилась самоорганизация молекул гемоглобина в микроскопические трубочки, тогда как молекулы нормального гемоглобина имеют глобулярное строение. Мезогенное поведение микротрубочек приводит к холестерической геометрии [4]. С помощью электронного микроскопа обнаружены ряды параллельных дуг [33], которые, как мы покажем ниже, соответствуют холестерической организа ции. [c.279]

Такая замена меняет структуру гемоглобина, и он в значительной степени теряет свою способность переносить кислород. Название болезни обусловлено тем, что это изменение, происшедшее на молекулярном уровне, приводи г к 11змененкю формы клеток-переносчиков кислорода в крови (красных кровяных шариков) они становятся серповидными, а не круглыми. [c.32]

НИИ крови таких больных обращает на себя внимание не только резкое уменьшение числа эритроцитов, но и неправильная их форма. Наряду с необьмно большим количеством незрелых эритроцитов часто попадаются удлиненные и тонкие-серповидные-клетки (рис. 8-20). Число таких эритроцитов сильно возрастает при недостатке кислорода в крови. Серповидные клетки очень хрупки, легко разрываются, чем и объясняется низкий уровень гемоглобина у таких больных. Наблюдаются и еще более серьезные последствия кровеносные капилляры там, где они особенно узки, блокируются удлиненными эритроцитами неправильной формы, что и служит главной причиной ранней смерти во многих случаях этой болезни. [c.216]

Необычная форма эритроцитов у больных серповидноклеточнои анемией обусловлена присутствием в них аномального гемоглобина. Г емоглобин серповидных клеток получил название гемоглобина 8, тогда как гемоглобин, содержащийся в эритроцитах нормальных взрослых людей, называется гемоглобином А. При дезоксигенации гемоглобин 8 становится нерастворимым и образует пучки трубчатых волокон (рис. 8-21), что совершенно несвойственно гемоглобину А, сохраняющему растворимость и после освобождения кислорода. Именно нерастворимые волокна дезоксигемоглобина 8 приводят к деформации эритроцитов, принимающих серповидную форму. [c.216]

Причина мутации, приводящей к образованию серповидных эритроцитов. В гемоглобине серповидных эритроцитов в б-м положении р-глобиновой цепи вместо глутаминовой кислоты (присутствующей в нормальном гемоглобине А) обнаружен валин. Какое изменение, произошедшее в кодоне для глутаминовой кислоты, привело к ее замене на валин [c.963]

Серповидно-клеточная анемия. Заболевание человека, связанное с нарушением пермтной структуру гемоглобина, которое характерно для гомозигот по аллелю, кодирующему р-цепь гемоглобина. [c.1018]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология