Нарушение сродства гемоглобина к кислороду

Перемещение атома железа и соответственно гистидинового остатка вызывает нарушение исходной конфигурации глобина и влияет на связь между собой других гем-групп. Изменение в конфигурации белковых цепей соответствует приблизительно изменению энергии на 12—14 кДж/моль (сродство к кислороду) при присоединении молекулы кислорода к гемоглобину. Это фундаментальное различие в энергетике кислородного связывания объясняет зависимости, приведенные на рис. 18.9. Имеется один или несколько факторов, препятствующих смещению атома железа в порфириновое кольцо свободного гемоглобина. [c.582]

Все это объясняет причину низкого сродства дезоксигемоглобина к кислороду по сравнению с миоглобином или искусственно полученными отдельными цепями гемоглобина [13]. При связывании кислорода в четвертичной структуре гемоглобина происходит нарушение взаимодействий, ответственных за пониженное сродство к кислороду. Солевые мостики разрываются, и гидрофобные поверхности обнажаются. Становится понятным и механизм действия аллостерических эффекторов органические фосфаты прочно связываются с определенным центром в Т-состоянии и затрудняют его переход в R-состояние. [c.270]

Сродство гемоглобина к СО в 200 с лишним раз больше, чем к О2, поэтому даже при низкой концентрации угарного газа значительная часть гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин и выключается из транспорта кислорода. Точнее говоря, в тетрамерной молекуле гемоглобина одни протомеры оказываются занятыми монооксидом углерода, другие — кислородом в таких молекулах кислород удерживается прочнее, чем в молекулах, не содержащих СО, и освобождение кислорода в тканях затруднено. Таким образом, возникновение дефицита кислорода в тканях при отравлении угарным газом обусловлено как блокированием части ге-мов гемоглобина, так и нарушением функции свободных от СО гемов. [c.500]

При некоторых нарушениях обмена веществ в эритроцитах содержание БФГ изменяется, что сопровождается соответственным изменением сродства гемоглобина к кислороду. Эти нарушения обсуждаются в одной из следующих глав (разд. 12.18). [c.74]

Эритроцитоз, вызванный образованием гемоглобинов с нарушенным сродством к кислороду [31, 992]. Существует около 30 гемоглобинов с повышенным сродством к кислороду. В 11 случаях мутации происходят в месте контакта ai i-субъединиц в тетрамере. При адсорбции кислорода происходит движение глобиновых субъединиц в месте контакта между цепями. Повышенное сродство к кислороду может быть вызвано стабилизацией окси -конформа-ции или дестабилизацией дезокси -кон-формации (рис. 4.46). Большинство других гемоглобинов с высоким сродством к О2 содержат мутации на СООН-конце -цепи или в сайтах связывания дифосфоглицера-та. В норме эти сайты обеспечивают стабильность дезокси -конф ормации. [c.83]

Одна молекула 2,3-дифосфоглицерата связывается с одним тетрамером гемоглобина в дезокси-форме с константой A = l,4 10 По сравнению с окси-формой она обладает приблизительно вдвое меньшим сродством [74]. Рентгеноструктурные данные указывают на то, что 2,3-ди-фосфоглицерат присоединяется между двумя (З-цепями дезокспгемогло-бина непосредственно в том месте, где проходит ось симметрии 2-го порядка (рис. 4-19) [71]. Уже давно известно, что гемоглобин цельной крови обладает меньшим сродством к кислороду, чем изолированный [75, 76] (рис. 4-18). Теперь мы видим, что такое различие обусловлено присутствием в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата. Этот факт очень важен, поскольку эритроциты могут при этом отдавать тканям большую долю переносимого ими кислорода. Содержание дифосфоглицерата в эритроцитах варьирует в зависимости от физиологических условий — у людей, живущих в высокогорных районах, его концентрация выше [76]. Высказывалось предположение, что искусственное изменение концентрации этого регуляторного вещества в эритроцитах можно использовать в клинике при нарушениях в системе переноса кислорода. Присутствие 2,3-дифосфоглицерата в эритроцитах характерно не для всех видов у птиц и черепах его заменяет, по-видимому, инозитпентафос-фат. [c.313]

Представляет интерес семейство гемоглобинов М. Присутствие такого гемоглобина в крови приводит к серьезным нарушениям выживают только гетерозиготы по данному аномальному признаку. Кровь в этих случаях темная, поскольку железо в половине субъединиц гемоглобина М необратимо окислено до трехвалентного (метгемоглобин). В нормальной крови содержание метгемоглобина не превышает 1%. В норме метгемоглобин восстанавливается специально метгемоглобин-редуктазной системой (дополнение 10-А), тогда как метгемоглобиныМ не восстанавливаются. У всех пяти гемоглобинов М имеются замены в местах, расположенных вблизи гемогруппы. В четырех из них один из гистидинов, связанных с гемом (F-8 или Е-7) либо в а-, либо в. р-субъединице, заменен на тирозин. В пятом валин-67 в р-субъединицах заменен на глутаминовую кислоту. Два гемоглобина М, имеющие замены в а-субъединицах (MBoston и Miwate), заморожены в Т(дезокси)-форме они обладают низким сродством к кислороду и связывают его некооперативно. [c.317]

Гемоглобинопатии. Структурные аномалии гемоглобина, приводящие к клиническим признакам болезни, называют гемоглобинопатиями. При этом изменяется одно из трех свойств гемоглобина растворимость сродство к кислороду устойчивость к денатурации. Изменение растворимости наблюдается при серповидноклеточной анемии эритроциты содержат НЬ8, у которого в Р-цепи в 6-м положении вместо глутаминовой кислоты находится валин. Такое замещение полярного радикала на неполярный приводит к резкому снижению растворимости дезоксигемоглобина 8. В результате образуется волокнистый осадок, который деформирует эритроцит, придавая ему форму серпа (полумесяца). Такие эритроциты быстро разрушаются, возникает гемолитическая анемия. Последняя бывает только у гомозигот, у гетерозигот течение бессимптомное. Эта мутация имела приспособительное значение в регионах распространения малярии. Люди оказались более устойчивыми к заболеванию, так как в быстро разрушающихся эритроцитах нет условий для развития малярийного плазмодия. Мутации, приводящие к замене аминокислот вблизи гема, вызывают нарушение связывания кислорода. [c.434]

Карбоксигемоглобин НЬСО представляет собой соединение гемоглобина с окисью углерода — газом, не имеющим ни цвета, ни запаха. Сродство гемоглобина к окиси углерода более чем в 200 раз превышает его сродство к кислороду, а поэтому в присутствии даже небольшого количества окиси углерода во вдыхаемом воздухе гемоглобин ее связывает и образовавшееся соединение накапливается в крови. НЬСО более устойчив, чем оксигемоглобин, и если его содержание в крови достигает значительной величины, то это приводит к резкому нарушению дыхательной функции, что может вызвать смерть. Окись углерода находится в газообразных продуктах сгорания, например в выхлопных газах автомашин и бытовом газе. Иллюстрацией опасности вдыхания окиси углерода может служить такой пример при утечке газа в небольшом закрытом кухонном помещении смерть наступает через 5—10 минут то же может произойти при вдыхании выхлопных газов, если автомобильный мотор будет работать в одноместном гараже без вентиляции. [c.392]

Замещение дистального His-63 на аргинин в р субъединице гемоглобина в отличии от вышеприведенного случая увеличивает его сродство к кислороду [Winterhalter, 1969] вследствие того, что аргинин больше по объему, чем тирозин, и не может расположиться в лигандном кармане [Perutz, Lehmann, 1968]. Это тоже является важным обстоятельством, поскольку расстояние между функциональными группами в области активного центра белка определяется геометрией расположения всех аминокислотных остатков полипептидной цепи, и поэтому замена даже одной аминокислоты приводит к резкому нарушению расположения функционально важных остатков относительно друг друга. Это, в свою очередь, нарушает конформацию активного центра белка и из- [c.12]

Токсическое действие. При остром отравлении токсическое действие СО обусловлено как уменьшением доставки кислорода, так и нарушением тканевого дыхания и снижением потребления тканями кислорода. СО соединяется с железосодержащими биохимическими системами тканей, не только с гемоглобином, но и с миоглобином. Сродство СО к миоглобину меньше, чем к гемоглобину, но сродство миоглобина мышц млекопитающих к СО в 25-50 раз выше, чем к кислороду. При тяжелых отравлениях около 25 % миоглобина может быть связано с СО, а содержание карбоксимиоглобина в мышцах достигает 35 %. СО соединяется с цитохромом и цитохромоксидазой, с восстановленной формой пероксидазы (давая соединение, напоминающее карбоксигемоглобин) и с каталазой угнетает активность тирозиназы и сукцинатдегидрогеназы в печени, сердце и в мозге. В ряде острых отравлений СО смерть наступала при относительно невысоком содержании СОНЬ (45-55 %). Хроническое отравление СО может развиваться без аноксемии. СО влияет на углеводный обмен, усиливая распад гликогена в печени, нарушая утилизацию глюкозы, повышая уровень сахара в крови и в ликворе и вызывая появление сахара в моче. Особо чувствительны к интоксикации СО молодые люди и беременные женщины. Тяжело переносят отравление алкоголики, курящие и лица с заболеваниями системы кровообращения и др. При резкой анемии возможна смерть даже при действии относительно невысоких концентраций СО. [c.505]

Выделение окиси углерода в окружающую среду и связанная с этим опасность интоксикации может возникнуть в химических лабораториях при неполном сгорании газов, органических веществ, подвергаемых сожжению, при приготовлении сплавов, при проведении синтезов, где окись углерода является исходным про-дз ктом или продуктом разложения. В основе действия окиси углерода на организм лежит ее высокое сродство к двухвалентному железу гемоглобина, в 200—300 раз превышающее сродство железа к кислороду. Вследствие этого окись углерода вытесняет кислород из гемоглобина и образует карбоксигемоглобин — недеятельную форму гемоглобина, что ведет к нарушению транспорта кислорода, развитию кислородной недостаточности и угнетению тканевого дыхания. [c.80]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология