Гемоглобина бета-цепь

Порядок чередования аминокислотных остатков в полипептидных цепях (называемый первичной структурой) впервые был установлен для белка инсулина. Молекула инсулина имеет молекулярный вес около 12 ООО. Она состоит из двух полипептидных цепей, причем одна цепь содержит 21 аминокислотный остаток, а другая 30. Последовательность аминокислотных остатков в короткой и длинной цепях была установлена в период 1945—1952 гг. английским биохимиком Ф. Сейджером (1918) и его сотрудниками. Две цепи в молекуле инсулина соединены между собой связями сера — сера, расположенными между половинами цистиновых остатков (табл. 24.1). В настоящее время последовательность аминокислотных остатков установлена методом Сейджера для альфа- и бета-цепей нормального гемоглобина взрослого человека и для многих других белков. Последовательность чередования аминокислот в бета-цепи гемоглобина А человека (146 аминокислотных остатков) можно записать следующим образом (концевая аминогруппа, или N-тepминaльнaя группа) Вал-Гис-Лей-Тре--Про-Глу- Гл у-Лиз-Сер-Ал а-В а л-Тре-Ал а -Л ей-Три -Гли- Л из -Вал - Асн-В ал--Асп-Глу-Вал-Гли-Гли-Глу-Ала-Лей-Гли-Арг-Лей-Лей-Вал-Вал-Тир-Про--Три-Тре-Глн- Арг-Фен-Фен -Глу-Сер-Фен -Гли-Асп -Лей-Сер-Тре-Про- Асп--Ал а-В ал -Мет-Гли -Асн-Про-Лиз-В ал - Лиз-Ал а-Гис-Гли-Лиз-Лиз-В ал-Лей--Гли-Ал а -Фен-Сер-Асп -Гли -Л ей-Ал а -Гис-Л ей-Асп -Асп -Л ей-Лиз-Гли-Тре--Фен-Ала-Тре-Лей-Сер-Глу-Лей-Гис-Цис-Асп-Лиз-Лей-Гис-Вал-Асп-Про--Глу-Асн-Фен -Арг-Л е й-Л ей-Гли-Асн -В ал -Лей-В ал-Цис-Вал-Л ей-Ал а-Гис--Гис-Фен-Гли-Лиз-Глу-Фен-Тре-Про-Про-Вал-Глн-Ала-Ала-Тир-Глн-Лиз--Вал-Вал-Ала-Гли-Вал-Ала-Асн-Ала-Лей-Ала-Гис-Лиз-Тир-Гис (концевая карбоксильная группа, или С-терминальная группа). Такая последовательность для альфа-цепи (141 остаток) в известной мере аналогична чередованию аминокислот в бета-цепи примерно 75 аминокислотных остатков занимают по существу те же места в цепях. Альфа-цепь гемоглобина гориллы отличается от аналогичной цепи гемоглобина человека тем, что в двух случаях аминокислотные остатки оказываются взаимозамещенными, а бета-цепи этих белков отличаются лишь одним замещением. Различие между гемоглобином лошади и гемоглобином человека заключается приблизительно в 18 замещениях в каждой цепи. Эти наблюдения и множество других такого рода данных для различных белков служат очень веским независимым доказательством теории эволюционного развития. [c.681]

Взаимосвязь между генами и молекулами белка можно проследить на примере различных видов гемоглобина, обнаруженного в эритроцитах человека. В 1949 г. было открыто, что у некоторых людей, страдаюш их серповидноклеточной анемией, эритроциты содержат гемоглобин такого вида (гемоглобин S), который отличается от гемоглобина эритроцитов большинства людей (гемоглобина А). Различие этих форм гемоглобина небольшое две альфа-цепи молекулы гемоглобина S идентичны альфа-цепям молекулы гемоглобина А, а каждая бета-цепь имеет один отличающийся аминокислотный остаток. Бета-цепь гемоглобина А имеет остаток глутаминовой кислоты в шестом положении от свободного амино-конца (см. последовательность на стр. 681), в то время как бета-цепь гемоглобина [c.685]

Установлено, что три нуклеотида выбирают аминокислоту для включения в данную цепь можно сказать, что ген представляет собой чередование слов из трех букв (называемых кодонами), образованных из четырехбуквенного алфавита А, Т, Г, Ц для ДНК и аналогичного алфавита А, У, Г, Ц для РНК. Таким образом, 146 кодонов, 438 букв (плюс несколько несущих информацию о начале и о прекращении синтеза) необходимы в данном гене для бета-цепи гемоглобина, содержащего 146 аминокислотных остатков. Каждая молекула РНК, вероятно, производит несколько десятков или сотен бета-цепей в зрелом эритроците имеется 100 000 000 молекул гемоглобина. [c.689]

Феномен генетической гетерогенности у человека изучен в меньшей степени, однако нет оснований полагать, что в даннохм случае он более редок. К примеру, выяснилось, что наследственная метгемоглобинемия, которая ранее рассматривалась в клиническом отношении как однородная, может быть вызвана мутациями как альфа-, так и бета-цепей гемоглобина или даже мутациями NADH-дегидрогеназы [28], Эллиптоцитоз [29] и болезнь Шарко — Мари — Туса [30, 31] оказались гетерогенными, поскольку в обоих случаях тесное сцепление, наблюдаемое в одних больших родословных, полностью отсутствовало в других. Сходная картина обнаружена и при изучении наследования маниакально-депрессивного психоза в большой родословной религиозной общины амишей [14], в которой было выявлено сцепление этого заболевания с одним из сегментов хромосомы Ир. В других больших родословных подобное сцепление не было обнаружено [32, 33]. По-видимому, пигментная ксеродерма и синдром Луи-Бар (атаксия-телеангиэктазия) генетически гете-рогенны, поскольку опыты in vitro на клеточных экстрактах выявили соответственно девять и пять групп комплементации [34—36]. Некоторые браки дают возможность исследовать комплементацию и у человека. Так, семьи, в которых оба родителя страдают альбинизмом, а все их дети — здоровые, демонстрируют генетическую гетерогенность альбинизма, на что ранее указывали фенотипические различия и популяционная генетика (более высокий уровень близкородственных браков среди родителей больных детей по сравнению с ожидаемым уровнем для случая одного рецессивного генома). Сходные данные предполагают гетерогенную природу врожденной глухоты [28], [c.225]

Эволюция ввда одновременно идет в разных направлениях, но с очень разной скоростью. Молекула гемоглобина человека, отделившегося от своего общего предка с гориллой несколько миллионов лет назад, отличается от молекулы гемоглобина горилл лишь одной кислотой из 147, входящих в состав бета-цепи гемоглобина. Но в десятки раз большее время потребовалось, чтобы из тапирообразной морды вырос хобот слона и сформировалась шея жирафа, открывшая виду, устремившемуся по пути ее удлинения, массу листвы, недоступной другим нелазающим млекопитающим. Эволюция вида идет направленно, по определенному видовому каналу. [c.46]

Не удивительно, что исследование гемоглобина шло гораздо медленнее в первую очередь из-за того, Что молекула гемоглобина по размеру в четыре раза больше миоглобина. Она состоит из двух а- и двух р-цепей. В каждую цепь входит один гем и по крайней мере мере одна сульфгидрильная группа. Вследствие наличия сульфгид-рильных групп у гемоглобина есть определенное положение, которое замещается тяжелым атомом. р-Цепи замещали /г-хлормеркур-бензоатом, димеркурацетатом й бета-меркуриалом (1,4-диацет-оксиртуть-2,3-диметоксибутан). При разрешении 5,5 А Перутц и его сотрудники получили 1200 рефлексов для каждого из этих производных и для исходного соединения. По этим рентгенограммам они [c.239]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология