Глобин система

У многоклеточных организмов существует система транспорта веществ от, одних органов к другим по кровеносной системе. В 1.1 уже шла речь о входящем в состав эритроцитов гемоглобине, комплексе белка глобина с гемом, способном связывать О2 и доставлять его в различные ткани и органы. Гемоглобин обратимо связывает молекулы О2, который в данном случае выступает в качестве лиганда центрального иона Ге2 гема. В легких, куда поступает свежий воздух и парциальное давление О2 достаточно высоко, гемоглобин связывает О2, а в тканях, интенсивно потребляющих его для различных окислительных процессов, где парциальное давление О, является низким, комплекс О2 с гемоглобином, так называемый оксигемоглобин, диссоциирует, в результате чего О2 поступает в ткань. [c.36]

Лимитирующей стадией процесса трансляции является ее инициация. Наиболее подробно описан процесс изменения скорости инициации трансляции в результате фосфорилирования фактора инициации №2. Реакция катализируется ферментом 1р2-киназой, причем присоединение фосфатной группы инактивирует фактор инициации. Этот феномен был изучен на примере синтеза гемоглобина в ретикулоцитах. Сначала было установлено, что глобин синтезируется только в присутствии гема. Затем была выстроена вся система регуляции синтеза глобина. Оказалось, что активация ХР -киназы происходит за счет ее фосфорилирования цАМФ-зависимой протеинкиназой. Взаимодействие этой протеинкиназы с цАМФ и ее активацию блокирует гем, выполняя тем самым негативный контроль синтеза гемоглобина. [c.475]

Большую роль играют хелатные соединения и в природе. Так, гемоглобин состоит нз комплекса — гема, связанного с белком — глобином. В геме центральным ионом является ион Fe2+, вокруг которого координированы четыре атома азота, принадлежащие к сложному лиганду с циклическими группировками. Гемоглобин обратимо присоединяет кислород и доставляет его из легких по кровеносной системе ко всем тканям. Хлорофилл, участвующий в процессах фотосинтеза в растениях, построен аналогично, но в качестве центрального нона содержит Mg +. [c.588]

Желчные пигменты образуются, при распаде эритроцитов в фагоцитарных клетках ретикуло-эндотелиальной системы. Клетки переваривают белок глобин освобождают железо из гема и превращают кольцо порфина в открытую тетрапиррол ь-н у ю цепь биливердина, затем билирубина. Разрыв порфинового кольца в геме совер- [c.275]

В клетках взрослого животного глобиновый тетрамер состоит из двух идентичных а-цепей и двух идентичных р-цепей. Гены а- и р-глобинов кодируются независимыми генетическими локусами, экспрессия которых должна быть скоординирована таким образом, чтобы обеспечить продуцирование одинаковых количеств каждого из двух полипептидов. Таким образом, эта система представляет собой пример того, когда для поддержания определенного фенотипа клетки необходимо осуществление одновременной регуляции работы генов, расположенных в разных участках генома. [c.268]

Каковы временные отношения между приобретением состояния чувствительности к ДНКазе и началом процесса транскрипции Хотя мы и располагаем некоторыми данными, полученными на системе глобина курицы, их нельзя четко интерпретировать. Клетки эритроидного ряда 5-дневного эмбриона продуцируют только эмбриональный глобин, тогда как эритроидные клетки 14-дневного эмбриона производят глобины взрослого типа. Однако в клетках 5-дневных эмбрионов гены глобинов обоего типа (эмбрионального и взрослого) чувствительны к ДНКазе I (хотя, как видно из рис. 30.8, гены эмбрионального глобина более чувствительны). Аналогично в клетках 14-дневных эмбрионов ген взрослого глобина высокочувствителен (более чувствителен, чем в 5-дневных клетках), а ген эмбрионального глобина проявляет промежуточную чувствительность. [c.383]

A. Гемоглобин — железопорфирины, связанные с белком глобином. Гемоглобины обладают способностью обратимо связывать кислород, они транспортируют этот газ в системе кровообращения (см. гл. 6). Структура гема показана на рис. 6.2. [c.356]

Обычно в состав простетических групп в растительных и животных системах входят порфириновые ядра, представляющие собой хелатные структуры с включением ионов металлов (Ре , Со ", и т. д.). Так, гемоглобин животных содержит такую группу с Ре " , присоединенную к белковой половине (глобин). Эта группа аналогична по структуре простетической группе, содержащей в хлорофилле растений и одноклеточных животных. Молекулярный вес белков обычно лежит в пределах от 30 ООО до 80 ООО. Однако молекулярный вес может быть и меньше и значительно больше этих величин. Ферменты являются очень специфичными катализаторами. Зачастую их активность может проявляться только в какой-либо одной реакции. Так, например, фумараза катализирует только обратимую реакцию превращения малеиновой кислоты в фумаровую [98] [c.561]

В схеме не указаны имеющиеся в молекуле боковые цепи (—СНз, —СН= СН>, —СН2СН2СООН и др.). Само 16-членное кольцо (без Ме) называется скелетом порфирина. В центре порфирина находится комплексообразователь, связанный атомами азота в гемоглобине — ион Ре , в хлорофилле — нон Mg +. Вся структура соединена с белковой частью (глобином, состоящим из четырех полипептидных цепочек), без которой ни гемоглобин, ни хлорофилл не могут осуществлять свои биохимические функции. Гем обусловливает красный цвет крови. Установлено, что у иона Ре-+ шесть координационных мест, из них четыре удерживают его в плоскости кольца, а два перпендикулярны этой плоскости, причем одно из них связывает гем с глобином, а другое—с молекулой кислорода. Гемоглобин обратимо присоединяет кислород и разносит его по кровеносной системе из легких в каждую клетку тела. [c.207]

Особенно велика роль экранированных (закрытых) РЦ в химии сложных молекул — макроциклов, комплексных соединений, белков, нуклеиновых кислот, ферментов, в которых имеется много неэквивалентных реакционных центров, которые в различной степени экранированы близколежащими цепями полимеров, а иногда полностью закрыты для большинства реагентов и доступны лишь для немногих таких, как О2, СО, H N, Н2О. Такой случай наблюдается в биологической системе гемоглобина, в котором гем — дыхательный пигмент находится в глубокой полости белка ( кармане ) и реакционный центр (электроноакцепторный РЦ) в виде закомплексованного Fe сильно экранирован. Многие болезни крови обусловлены изменением структуры белка (глобина) и частичным раскрытием реакционного центра (Fe " ). [c.191]

Четыре полипептидные цепи гемоглобина ассоциированы в примерно тетраэдрическую структуру и образуют почти сферическую молекулу. Каждая из а-цепей контактирует с двумя р-цепями, в то время как между двумя а-цепями или между двумя р-цепями взаимодействие почти отсутствует. Каждый из четырех гемов гемоглобина способен присоединить одну молекулу кислорода. Кислородсодержащая форма гемоглобина называется оксигемоглобином (5.24 Ь), а форма, не содержащая кислорода,— дезоксигемоглобином (5.24 а). Когда дезоксигемо-глобин поглощает кислород, в его трехмерной структуре происходит ряд изменений, главным образом перемещение атома Ре + в плоскость системы колец гема (см. ниже и рис. 5.8). Как и в случае миоглобина, окисление Ре + до Ре + приводит к образованию неактивной формы гемоглобина — метгемоглоби-на, которая не способна присоединять молекулярный кислород. [c.169]

Первой реакцией распада гемоглобина является разрыв а-метиновой связи между пиррольными кольцами I и И, окисление метиленовой группы до СО и раскрытие тетрапиррольного кольца. Образуется зеленый пигмент вердоглобин, в котором еще содержатся железо и глобин. Эта реакция катализируется сложной ферментативной системой — гемоксигеназой, дециклизи-рующей в присутствии НАДФН и О2. Далее, по-видимому, спонтанно происходит отделение от вердоглобина железа (Ре " ), белкового компонента и образование первого желчного пигмента — биливердина, окрашенного в зеленый цвет (рис. 25.5). [c.417]

Анилин является ядом, поражающим нервную и кровеносную системы. Он вызывает превращение оксигемоглобина в метгемо-глобин, а также дегенеративные изменения и распад эритроцитов. Отравления возможны при вдыхании паров анилина, а также при проникновении его в организм через кожу. Предельно допустимая концентрация паров нилина в воздухе 3 мг1м . [c.138]

Хроническое отравление. РЬ ингибирует некоторые ферменты, участвующие в синтезе гема, в связи с чем повышается содержание в крови предшественников гема. По-видимому, РЬ действует на синтез глобина у животных так же, как у человека, может угнетать образование цитохрома Р-450. При высоких дозах — энцефалопатия. РЬ каким-то образом влияет на синаптическую передачу в периферической нервной системе. Тяжесть поражения почечных канальцев зависит от стадии интоксикации РЬ, прчем на ранних стадиях возникают обратимые эффекты ( Свинец , ВОЗ, 1980). [c.175]

Хроматограмма пептидов, полученных из триптического гидролизата глобина, приведена на фиг. 42. После удаления летучего буфера путем сгущения в вакууме пробу из каждого выделенного пика исследовали методом одномерной хроматографии на бумаге в системе бутанол — уксусная кислота — вода (4 1 5). Первыми элюируются пептиды из гомогената А, обладающие сильными основными свойствами, а также пептиды, содержащие три остатка триптофана нейтральные пептиды и многие гистидил-содержащие пептиды выходят из колонки при градиентном элюировании с 0,1 н. уксусной кислотой при градиентном элюировании 2 н. уксусной кислотой получают группу кислых пептидов. [c.91]

Некоторое сходство с этой реакцией автоксидации обнаруживает реакция окисления различных субстратов в присутствии гемоглобина и кислорода, сопровождающаяся превращением гемоглобина в холе-глобин. Сопряженное окисление аскорбиновой кислоты в этой системе интенсивно изучалось Лембергом Леггом и Локвудом [27], которые сравнили этот процесс с образованием вердогемохрома при добавлении перекиси водорода к гемохромогенам в присутствии таких доноров водорода, как аскорбиновая кислота [14]. Они показали, что это сопряженное окисление инициируется непосредственной реакцией между оксигемоглобином и аскорбиновой кислотой, и предположили, что реакция может быть выражена следующей схемой [c.202]

Образование желчных пигментов. Билирубин образуется при распаде гемоглобина, который протекает в клетках ретикулоэндотелиальной системы — купферовских клетках печени, гистиоцитах соединительной ткани любого органа. Вначале происходит разрыв ме-тинового мостика между 1-м и 2-м пиррольными ядрами порфиринового кольца с одновременным окислением двухвалентного железа в трехвалентное. Образуется пигмент вердоглобин. Затем он теряет железо и глобин, порфириновое кольцо разворачивается в цепи и образуется пигмент зеленого цвета — биливерДин. Биливердин ферментативным путем восстанавливается в красно-желтый пигмент — билирубин. Образовавшийся пигмент называют свободным, или неконъюгированным. Он нерастворим в воде, поэтому в крови транспортируется в комплексе с альбумином. Для определения свободного билирубина в крови необходимо предварительное осаждение белка спиртом. Только после этого билирубин вступает во взаимодействие с диазореактивом, поэтому его иначе называют непрямым билирубином. Свободный (непрямой) билирубин не проходит через почечный барьер и в мочу не попадает. В печени он соединяется (конъюгирует) с УДФ-глюкуроновой кислотой. Эта реакция катализируется ферментом УДФ-глюкуронилтрансферазой. Образующийся глюкуронид билирубина получил название связанного, или конъюгированного, билирубина. Он растворим в воде, дает прямую реакцию с диазореактивом, поэтому иначе его называют прямым билирубином. Прямой (связанный) билирубин — это нормальный компонент желчи, попадающий в кровь в очень небольшом количестве. Он может проходить через почечный барьер, но в крови его очень мало, поэтому в моче он не определяется обычными лабораторными методами. Вместе с желчью прямой билирубин попадает [c.439]

Распад сложных белков включает особенности превращения простетической группы. Так, гемоглобин, который относится к хромопротеидам и имеет окрашенную простетическую группу гем, распадается в клетках ре-тикулоэндотелиальной системы (костный мозг, селезенка, печень) на белок — глобин и простетическую группу — гем. Гем, теряя атом железа, превращается в желчные пигменты — биливердин и билирубин. Из печени билирубин поступает вместе с желчью в кишечник и частично выводится из организма. Некоторое количество продуктов его метаболизма всасывается в кровь, а затем выделяется с мочой в виде пигментов — уро-билиногена и уробилина. [c.256]

При внутрисосудистом гемолизе гемоглобин из разрушенных эритроцитов поступает непосредственно в кровь, соединяется с гаптоглобином (белок из группы глобулинов) в высокомолекулярный комплекс—гемо-глобин-гаптоглобин, е проходящий через почечный фильтр и не выделяющийся с мочой. Поступая в дальнейшем в печень, этот гемоглобин в ретикуло-эндотели-альной системе проходит тот же путь, что и при внутриклеточном механизме гемолиза. Однако содержание гап-тоглобина в крови невелико и может связать лишь определенное количество гемоглобина (100—135 мг%). В связи с этим при более интенсивном, особенно бурном гемолизе недостаточность механизмов реутилизации гемоглобина и его дериватов приводит к поступлению гемоглобина в мочу, т. е. к гемоглобинурии. [c.226]

В организме человека основной механизм передачи кислорода от легких к тканям заключается в обратимой ассоциации молекулярного кислорода с белком гемоглобином. Это вещество можно рассматривать как бы состоящим из двух основных компонентов — белка глобина и содержащей железо системы норфириновых колец, которая называется гемом. Нормальная обратимая ассоциация гемоглобина с кислородом происходит без изменения окислительного состояния атома железа, образующего хелат. Если атом железа гемгруппы окислится до трехвалентного состояния, образовавшийся метгемоглобин уже не будет способен связывать кислород. Когда большая доля гемоглобина крови превратится в метгемоглобин, сюособность крови передавать кислород сильно ухудшится, что может даже привести к смерти. Физиологический результат этого действия напоминает отравление окисью углерода, так как в обоих случаях ткани не могут получать кислород. [c.206]

Некоторые псевдогены имеют в целом такую же структуру, как и функционально активные гены, с обычным расположением последовательностей, соответствующих экзонам и интронам. Они становятся неактивными в результате мутаций, нарушающих одну или все стадии экспрессии гена. Эти изменения могут проявляться в виде нарушения инициирования транскрипции, препятствовать осуществлению сплайсинга на границах экзон—интрон или приводить к преждевременному терминированию трансляции. Обычно псевдоген несет несколько вредных мутаций, вероятно, потому, что ген, однажды перестав быть активным, стал объектом для дальнейшего накопления мутаций. Такие псевдогены были обнаружены во многих системах генов, включая гены глобинов, иммуноглобулинов, антигенов гистосовместимости и т.д. [c.278]

Каким образом возникают сверхчувствительные сайты Для анализа их структуры нужна система in vitro. Сверхчувствительная область гена взрослого (3-глобина цыпленка была воссоздана на плазмиде. Когда плазмида, несущая этот ген, соединялась с гистонами в присутствии экстракта из ядер эритроцитов, соответствующие участки [c.389]

Такие аналитические методы, как исследование кругового дихроизма и рентгеноструктурный анализ, могут быть использованы для определения конформации ренатурированных и растворимых рекомбинантных белков. Немногочисленные имеющиеся к настоящему времени данные обнадеживают. Например, спектры, полученные при исследовании кругового дихроизма ренатурировавшего прохимозина [53] и секретируемого клетками Е. oli гормона роста человека [42], существенно не отличаются от спектров природных белков. Был также получен в кристаллическом виде -глобин, продуцируемый клетками Е. соИ и включившийся в состав гемоглобина. Исследование дифракции рентгеновских лучей с разрешением 2,8 А выявило весьма небольшие различия между природным и мутантным рекомбинантным белками эти различия объясняют изменениями, возникающими при генноинженерных манипуляциях [23]. Хотя и существуют проблемы, связанные с очисткой эукариотических полипептидов, выделяемых из клеток Е. oli, такая система используется для получения ряда белков, используемых в медицине [1]. [c.134]

Разработанные в последние годы методы позволяют иногда прямо продемонстрировать мутационную перестройку на уровне ДНК (разд. 4.3.5). Все расширяющиеся возможности таких методов позволяют открывать новые типы мутаций, в частности вызывающие нарушения регуляции транскрипции, а также ошибочный сплайсинг первичных транскриптов. Большинство исследований этого типа было выполнено с системой 3-глобина человека, мутационные изменения которого проявляются фенотипически в виде группы заболеваний, называемых 3-талассемиями. Последние возникают вследствие или отсутствия ((3°), или недостаточности продукции 3-цепи (Р ). По мере того как количество ДНК-зондов для разных генов человека растет, все большее число мутаций становятся доступными для анализа на уровне ДНК. Мы уже знаем, что различные мутации, аналогичные найденным при гемоглобинопатиях, обнаружены при гемофилии и семейной гиперхолестеринемии. Можно ожидать, что в будущем природу мутационных изменений у человека будут изучать именно на уровне ДНК, а не на уровне генных продуктов. [c.231]

Замена одной аминокислоты В 1956 г Ингрэм работал в Кэмбридже, в той лаборатории, где до этого Перутц исследовал кристаллографию белков, Сэнгер определил аминокислотную последовательность инсулина, а Крик и Уотсон предложили свою модель структуры ДНК Ингрэму удалось точно определить, чем нормальный гемоглобин отличается от серповидноклеточного [1138] При гидролизе молекулы глобина трипсином, расщепляющим белки, образуется около 60 пептидов, которые были разделены в двумерной системе на бумаге в одном направлении с помощью электрофореза, а в другом-с помощью хроматографии Этим методом (его называют методом отпечатков пальцев ) удалось показать, что гемоглобин серповидных эритроцитов отличается от нормального по подвижности единственного пептида При дальнейшем анализе этого пептида выяснилось, что гемоглобин серповидных эритроцитов отличается от нормального только по одной аминокислоте, глутамино- [c.71]

Нестабильные гемоглобины [31 1335-1357]. Описано свыше 100 нестабильных гемоглобинов. В большинстве случаев мутация затрагивает 3-цепь. У многих нестабильных гемоглобинов в полипептидной цепи обнаруживаются аминокислотные замены или делеции в участках связывания гема. Клинические проявления варьируют от едва заметной нестабильности, практически не имеющей клинических последствий, до выраженной нестабильности, при которой происходит интенсивное разрушение эритроцитов. В некоторых случаях гемолиз усиливается при лечении сопутствующих заболеваний сульфониламидами. Нестабильность этих гемоглобинов часто обусловлена преждевременной диссоциацией гема и глобиновой цепи. Такие лишенные гема молекулы глобина преципитуруют внутри клетки, образуя так называемые тельца Хейнца, нарушающие функционирование клеточных мембран. В селезенке тельца Хейнца могут быть удалены из эритроцитов без их разрушения. В конечном итоге такие эритроциты преждевременно уничтожаются ретикуло-эндотелиальной системой. При некоторых формах нестабильности гемоглобина сильный гемолиз удается смягчить удалением селезенки. [c.82]

Присутствие ССИВС внутри надмолекулярных структур мы рассмотрим на примере белков, принимающих участие в окислительно-восстановительных процессах (глобинов, цитохромов), а также на ряде ферментов. Принципиальной разницы в этих системах у различных типов белков не обнаруживается, что не удивительно, поскольку они состоят из одних и тех же полярных групп аминокислот. [c.73]

Стегинк и др. [1231] разработали еще одну электрофоретическую методику для разделения цепей глобина. Эти авторы модифицировали предложенный ранее [963] метод электрофореза в полиакриламидном геле в системе мочевина — уксусная кислота. [c.327]

Вы изучаете значение метилирования ДНК для регуляции экспрессии генов, используя в качестве тест-системы ген у-глобина человека. Глобиновую мРНК можно обнаружить, когда этот гев встроен в геном фибробластов мыши, хотя и в гораздо меньшш количествах, чем в эритроцитах. Если, однако, ген предварительно метилировать по всем 27 сайтам G, его экспрессии полностью блокируется. Вы используете эту систему для ответа на вопрос о том, достаточно ли одного ключевого сайта метилирования для регуляции экспрессии глобина. [c.176]

Б. Скорость синтеза белка можно определить по углу наклона кривой на рис. 5-47. Соответственно система синтезирует полипептид размером около 52000 Да за 10 мин, или пептид 5200 Да в минуту, что соответствует 47 аминокислотам в минуту (5200/110). Эта скорость в 10 раз ниже, чем скорость синтеза в клетках Е. oli, и втрое ниже, чем скорость синтеза глобина в том же лизате ретикулоцитов. Как будет обсуждаться в следующем пункте (В), причина относительно низкой скорости синтеза может заключаться отчасти в том, что смесь молекул тРНК в лизате ретикулоцитов не вполне соответствует белку этого растительного вируса. [c.285]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология