Серповидная анемия

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]

К настоящему времени благодаря успехам биохимии стало возможным понять природу ряда болезней, которые ранее не поддавались объяснению. Примером молекулярной болезни может служить одна из разновидностей заболевания крови — серповидная анемия, отличительная особенность которой заключается в том, что кровяные шарики приобретают форму серпов или полулуний. Болезнь является врожденной, наследственной, и при определенных условиях может быть смертельной. Гемоглобин больных (обозначается как гемоглобин 5 серповидный ) Б отличие от гемоглобина здоровых имеет пониженную растворимость, вследствие чего кристаллизуется внутри эритроцита, придавая серповидную форму кровяному шарику. Дан 1 я молекулярная болезнь зависит от того, что у гемоглобина 5 глутаминовая кислота заменена на нейтральный валин. Этот гемо- [c.36]

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]

Бурное развитие органической и биологической химии в последние годы привело к возникновению новой отрасли медицины — молекулярной патологии . Оказалось, что некоторые болезни обусловлены появлением вследствие нарушения нормального биосинтеза патологических молекул (отличающихся от нормальных). К таким молекулярным болезням относится серповидная анемия (малокровие), про- [c.9]

С биосинтезом тесно связаны так называемые молекулярные заболевания. При этих заболеваниях нарушается нормальный синтез белковых молекул, что влечет за собой тяжелые последствия и нередко заканчивается смертью. Например, при серповидной анемии нарушается нормальный синтез гемоглобина всего лишь одна из многочисленных аминокислот, входящих в состав гемоглобина, заменяется другой аминокислотой. Однако такое незначительное изменение влечет за собой очень тяжелое заболевание. [c.232]

Изучение строения белков, выполняющих важные физиологические функции, позволило в ряде случаев вскрыть химическую первопричину некоторых болезней. Так, при тяжелой наследственной болезни, так называемой серповидной анемии, аномальным оказывается белок крови — гемоглобин в сложной цепи этого белка всего одна аминокислота заменена другой. Подобных молекулярных болезней (термин, предложенный известным американским ученым Полингом) в настоящее время известно уже несколько. [c.389]

Аминокислотная последовательность очень точно задается генетической информацией организма. Явление генетической мутации проявляется биохимически в замене одной или нескольких аминокислот в данном белке или, что бывает реже, в потере способности синтезировать этот белок. Иллюстрацией биологического значения таких явлений служит болезнь, называемая серповидной анемией. Это заболевание характеризуется физиологической недостаточностью, а обусловлено оно единственной [c.372]

Гемоглобин с ионом железа Ре + (метгемоглобин) не может действовать в качестве переносчика кислорода, и железо в нем восстанавливается с трудом если почему-либо в ДНК хромосом имеется дефект и организм получает испорченный гемоглобин, то развивается болезнь метгемоглобинемия. Обе эти болезни есть следствие нарушения правильности в распределении нуклеотидов в ДНК. В частности, причиной серповидной анемии является замена кодона ГАА на ГУА, т. е. замена аденина в одном из кодонов на урацил. Но ГАА кодирует глутаминовую кислоту, а ГАА — валин, и такой, казалось бы, пустяк приобретает большое значение. Болезни этого типа называются хромосомными или генными, и лечить их, к сожалению, очень трудно. Однако в некоторых случаях понимание молекулярной основы заболевания позволяет устранить тяжелые симптомы и угрозу гибели больного и дать ему возможность вести почти нормальный образ жизни. [c.182]

S (серповидная анемия). . — — — — — — Вал—Глу— С (талассемия).......— — — — — — Лиа—Глу— [c.417]

Изучая расположение пятен на хроматограммах, выявляют пептиды, свойственные лишь данному типу белка, и более подробно исследуют только их. Таким образом устанавливают различия в строении родственных белков. Этим способом, например, было определено тонкое отличие в одну аминокислоту в структуре гемоглобинов нормального организма и организма, больного серповидной анемией [c.83]

В 1978 г. был описан полиморфный сайт Нра I и показана возможность его использования для диагностики серповидной анемии путем анализа связывания рестрикционных фрагментов [11]. С тех пор в р-глобиновых генных кластерах обнаружено еще более 17 различных полиморфных рестрикционных сайтов. Многие из этих [c.72]

Богатейший материал этого рода дали анализы первичной структуры аномальных гемоглобинов человека, где замена всего лишь одной аминокислоты в а-, Р-, у или б-цепи сопровождается возникновением каждый раз нового типа аномального гемоглобина. Таких гемоглобинов известно сейчас более двухсот. Они являются источником заболеваний человека, относящихся к категории молекулярных болезней. Так, например, при замене в Р-цепи гемоглобина человека шестого остатка глу на остаток вал возникает аномальный гемоглобин 5. Это приводит к образованию эритроцитов серповидной формы с меньшим временем жизни, результатом чего является тяжелое наследственное заболевание—серповидная анемия. [c.64]

При нарушении последовательности нуклеотидов в структуре гена появляются ошибки в синтезе соответствующего белка, что ведет к нарушению его функции в организме (мутационные изменения). Так, мутационные изменения в молекуле гемоглобина, вызванные заменой всего двух из почти шестисот аминокислот, приводят к заболеванию серповидной анемии. Такая молекула гемоглобина теряет растворимость, в результате чего образуется волокнистый осадок, который деформирует эритроцит и придает ему форму серпа. Серповидные эритроциты быстро разрушаются, что приводит к хронической гемолитической анемии. [c.221]

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]

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]

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]

Свойства Б. зависят прежде всего от их химич. строения. Известны случаи, когда даже незначительные из-менения аминокислотного состава приводят к существенным изменениям свойств Б. Напр., замена всего лишь одного аминокислотного остатка из трехсот в мoлeк Jгe гемоглобина, а именно остатка глутаминовой к-ты на остаток валина, резко меняет свойства этого Б. Получающийся при этом т. н. ге-моглобиц-З ( серповидный ) вызывает серьезное заболевание крови — серповидную анемию. На примерах окситоцина и вазопрессина также видно, что небольшие отличия в аминокислотном составе этих гормонов связаны с совершенно разным характером их биологич. активности. Биологич. активность и др. свойства Б. в значительной степени определяются также способом закручивания пептидной цепи, пространственной конфигурацией макромолекул. [c.192]

Бурное развитие органической и биологической хилши в последние годы привело к возникновению новой отрасли медицины — молекулярной патологии . Оказалось, что некоторые болезни обусловлены появлением, вследствие нарушения нормального биосинтеза, патологических молекул (отличающихся от нормальных). К таким молекулярным болезням относится серповидная анемия (.малокровие), проявляющаяся в том, что гемоглобин в красных кровяных тельцах теряет растворимость, оседает и под микроскопом такой осадок в эритроците имеет вид серпа. Причиной болезни является нарушение биосинтеза гe юглoбннa и появление его несколько необычных люлекул. [c.10]

Метод отпечатков пальцев нашел широкое применение в решении различных биохимических проблем. Мы приведем лишь три примера. Впервые метод был применен Ингремом [6] для выяснения различий в строении двух однотипных белков — гемоглобинов нормального здорового человека (гемоглобин А) и больного серповидной анемией (гемоглобин 8). Согласно данным рентгеноструктурного анализа, молекула гемоглобина состоит из двух одинаковых половинок, каждая из которых содержит две различные пептидные цепи а-цепь составлена из 141 аминокислотного остатка, -цепь — из [c.236]

При одном из таких нарушений, например, организм начинает синтезировать гемоглобин, белок которого вместо глутаминовой кислоты содержит валин. Нарушение как будто незначительное, но боковая цепь аминокислоты — валина не имеет отрицательного заряда (в отличие от глутаминовой кислоты), и поэтому у гемоглобина, содержащего валин (его обозначают НЬЗ, а нормальный гемоглобин НЬА), распределение зарядов иное. Мы знаем, как влияют величины зарядов частиц белка на его растворимость. Действительно, при отщеплении кислорода от гемоглобина типа НЬ5 получается продукт менее растворимый, чем в случае НЬА. Пока кислорода достаточно, гемоглобин НЬ5 в большом количестве связан с кислородом и концентрация его свободной формы ( дезоксигенированного гемоглобина ) невелика. Но если человек, которого природа наделила этим дефектным гемоглобином, находится в условиях недостатка кислорода (например, в горах на большой высоте), то гемоглобин НЬ5 накапливается в эритроцитах и начинает выпадать в осадок. В результате эритроциты сморщиваются и принимают форму серпиков (отсюда название болезни, о которой мы уже упоминали в главе о белках,— серповидная анемия). Эритроциты неправильной формы с трудом проходят через капилляры, закупоривают их это может служить причиной многих болей, вести к легким инфарктам и отмиранию тканей. [c.181]

Первым примером, послужившим прообразом для последующих исследований, явилась классическая работа Ингрэма, изучившего гемоглобины наследственных заболеваний крови у человека. Давно известен ряд наследственных заболеваний красных клеток крови. Одно из них — так называемый дрепаноцитоз, или серповидная анемия, — распространено в особенности в Аф- [c.415]

Следует подчеркнуть, что многообразие форм жизни обусловлено невероятно большим числом изомерных макромолекул, которые могут быть получены из аминокислот 20 типов. Согласно расчету биохимика Р. Синджа, белок, содержащий 288 аминокислотных остатков, может содержать Ю оо изомеров. Каждая из жизненно важных функций, например катализ биохимических реакций, выполняется белком определенного строения и только им. Классическим примером является белок гемоглобина. Изменение порядка чередования около 300 аминокислотных остатков, входящих в его макромолекулу, путем перестановки местами хотя бы пары из них, приводит к тяжелому заболеванию животных - серповидной анемии. [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология