Гемоглобин механизм действия

Механизм описывает последовательность во времени и пространстве основных процессов, составляющих определенное действие или реакцию. Для того чтобы сформулировать механизм действия белка, необходимо знать детали пространственного расположения атомов н направленность молекулярных орбиталей. В настоящее время это возможно только в исключительных случаях, классическими примерами которых могут служить гемоглобин (разд. 10.3) и химотрипсин (разд. 11.2). Вопрос, относящийся к механизму как работает белок [c.273]

Механизм действия аллостерических ферментов имеет много общего с процессом присоединения кислорода к гемоглобину (гл. 3). [c.81]

Важнейшими буферами крови являются бикарбонаты и фосфаты Ыа и К, белки плазмы и особенно гемоглобин эритроцитов. Механизм действия бикарбонатов и фосфатов как буферов, препятствующих изменению pH крови при появлении в ней кислот или оснований, подробно рассмотрен в главе Водно-солевой обмен (стр. 393). [c.435]

Как уже отмечалось, комплексы Fe Oa в нормальных гемоглобинах и миоглобинах медленно окисляются до Ре ОНг (разд. 7.3), тогда как небелковые железо(И)порфирины реагируют с кислородом примерно в 10 раз быстрее [229. Каково же то направление превращений, которое блокирует белок, чтобы не допустить необратимую потерю кислорода, и как это происходит Сведения о механизме действия гемоглобина и миоглобина, а также простых железо(П)порфиринов довольно ограничены, и их можно суммировать следующим образом. [c.183]

Строение и механизм действия гемоглобина. Гемоглобин в первом приближении можно рассматривать как тетрамер мио- [c.580]

Ведутся широкие исследования с целью моделирования механизма действия гемоглобина, миоглобина и других гемопротеидов. Первым шагом в таких исследованиях является синтез веществ, способных обратимо связывать кислород. Необратимое окисление идет по механизму отбирания электрона у связанного кислорода и образования [c.176]

Буферные свойства гемоглобина по своему механизму действия идентичны белковым буферным системам кислые продукты обмена веществ взаимодействуют с калиевой солью гемоглобина с образованием эквивалентного количества их калиевых солей и свободного гемоглобина, обладающего свойством слабой органической кислоты. [c.110]

Последующие, в основном экспериментальные работы, способствовали выяснению механизма действия свинца на различные этапы биосинтеза гемоглобина. [c.57]

Наконец, наблюдения последних лет говорят о благоприятном действии витамина Е на кровь под влиянием применения препаратов витамина Е отмечается повышение гемоглобина и увеличение количества эритроцитов в крови. Лаптева-Попова сообщает, что применение витамина Е в дозах, превышающих лечебные, вызывает ускорение эритропоэза в малых дозах—увеличение ретикулоцитов, эритроцитов и гемоглобина (18). Все это дает уверенность в том, что по мере изучения механизма действия витамина Е, несомненно, будет обнаружен ряд ценнейших его свойств, на сегодня еще неизвестных. [c.235]

Применение изотопов позволило выяснить механизмы действия ферментов, скорости протекания биохимических реакций, обнаружило биологический период полураспада , другими словами среднюю продолжительность существования различных соединений, в частности белков, в организме. Это достигается введением аминокислот, меченных радиоактивным изотопом азота, и определением скорости выделения его из организма. Период, в течение которого количество выделяемого изотопа уменьшается в 2 раза, характеризуется как период полураспада белка. Этот срок умножают на два и таким образом устанавливают среднюю продолжительность существования в организме тех или иных веществ. Оказалось, что средняя продолжительность существования белков в органах с интенсивным обменом веществ (печень, кишечник) составляет около 10 дней. Скорость обновления белков крови различна фибриногена — 4 суток, глобулинов — до 20 суток, а гемоглобина — до 100 суток. [c.68]

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]

Осн, работы в обл, энзимологии и фармакологии. Исследовал структуру и функциональные особенности молекулярных комплексов гемоглобина и др. белков животного происхождения. Изучает молекулярный механизм действия фармакологически активных соед. Разработал новые лекарства, в частности для лечения заболеваний сердца и органов кровообращения. Автор монографии Основы общей фармакологии (1969). Иностранный чл. АН СССР (с 1982). [c.500]

Хлорофилл и гемин содержат четыре ядра — производных пиррола, составляющие циклическую систему порфирина, которая включает ион металла как центральный атом. Хлорофилл — это зеленый пигмент растений, встречающийся в природе в связанном состоянии с молекулой белка. Он функционирует как механизм для превращения световой энергий в химическую в процессе фотосинтеза, столь важного в растениях. Гемоглобин, одна из составных частей красных кровяных шариков в крови позвоночных, состоит из гемина (красный пигмент), связанного с белком. Он действует как переносчик кислорода из легких к тканям животного. Эта функция основана на присутствии железа в комплексе. Ядовитые свойства окиси углерода связаны с ее способностью заменять кислород в этом процессе и оказывать, таким образом, удушающее действие. На рис. 22.2 приведены формулы хлорофилла и гемина. [c.499]

Наиболее мощными буферными системами крови являются гемо-глобиновый и оксигемоглобиновый буферы, которые составляют примерно 75% всей буферной емкости крови. Буферные свойства гемоглобина по своему механизму действия идентичны белковым буферным системам кислые продукты обмена веществ взаимодействуют с калиевой солью гемоглобина с образованием эквивалентного количества их калиевых солей и свободного гемоглобина, обладающего свойством слабой органической кислоты. Кроме того, система окси-гемоглобин — гемоглобин участвует в еще одном своеобразном механизме поддержания постоянства pH крови. Как известно, венозная кровь содержит большие количества углекислоты в виде бикарбонатов, а также СО2, связанной с гемоглобином. Через легкие углекислота выделяется в воздух однако сдвига pH крови в щелочную сторону не происходит, так как образующийся оксигемоглобин является более сильной кислотой, чем гемоглобин. В тканях, в артериальной крови под влиянием низкого парциального давления кислорода оксигемоглобин диссоциирует и кислород диффундирует в ткани. Образующийся при этом гемоглобин, однако, не обусловливает изменения pH крови в щелочную сторону, так как в кровь из тканей поступает углекислота. [c.82]

Подробнее остановимся на свойствах цитохрома Р-450 (цитохром типа Ь). Он выделяется в лаборатории из клеток печени, коры надпочечников, бактерий и др. Ферментная система цитохрома Р-450, гидроксилирующая связи С-Н субстратов, содержит три компоненты. Первая - это ассоциат из НАДФ (см. XVI), из цитохрома Р-450 вторая - цитохром Р-450 и третья - это фосфолипиды. Исследователи наиболее глубоко проникли в структуру, функции и механизм действия этой ферментной системы. Однако вопросы механизма активации молекулы О2 этим ферментом не решены. Известно, что при функционировании Р-450 происходит экстракоординация фазу двух лигандов -атома S цистеинового остатка белка и О2. Следует учесть то, что атом серы в тиоспиртах и тиоэфирах является слабым экстралигандом даже для атома железа, имеющего достаточное сродство к S и образующего сульфиды с низким значением произведения растворимости. В отличие от имидазола, атом S, подобно гемоглобину, не обеспечивает прочного связывания О2. Поэтому механизм окислительного воздействия О2 должен быть связан с изменением окислительного состояния железа в цитохроме. На рис. 5.4 приведен каталитический цикл цитохрома Р-450. Координационные взаимодействия на атоме железа (экстракоординация) выступают здесь также четко, как в фотосинтезе и фиксации-переносе О2. [c.290]

Механизм действия сиГнильной кислоты заклшается в необратимом ингибировании железосодержащих дыхательных ферментов. Вследствие сильного сродства цианид- аниона к иону цитохромоксидазы ак тивность этого фермента уменьшается, в результате чего прекращаются процессы клеточного окисления, управляемые атим ферментом, которые составляют свыше 90% все дыхательной деятельности клет-I ки Подобно гемоглобину, функцией цитохромоксидазы является об-- ратимое связывание кислорода и двуокиси углерода. [c.3]

Различие между цистроном и геном как единицей функции, в сущности, уловить трудно. В клетках человека два гена, детерминирующие а- и -цепи молекулы гемоглобина, не сцеплены и даже могут быть локализованы в разных хромосомах. Как мы увидим в следующем разделе, два гена, контролирующие синтез триптофансинтетазы у Е. oli, очень тесно сцеплены, но тем не менее обособлены. Напротив, у нейроспоры синтез фермента, очень сходного по функции, механизму действия и даже по молекулярному весу с трип-тофансинтетазой Е. соИ, детерминируется двумя цистронами одного и того [c.494]

Соединения, которые имеют in vivo антиокислительную активность витамина Е, или структурные аналоги этого витамина полностью ингибируют окисление олеиновой кислоты, катализированное гемином, гемоглобином или цитохромом с. На основании имеющихся данных о механизме действия а-токоферола можно считать, что -токоферол функционирует in vivo, как [c.108]

Многие теоретические представления в этой области базируются на аналогии между негиперболической зависимостью скорости реакции от концентрации субстрата в тех случаях, когда реакцию катализируют регуляторные ферменты, и сигмоидным характером зависимости связывания кислорода гемоглобином. Судя по тому, что рентгенограммы кристаллов гемоглобина и оксигемогло-бина имеют различный вид, связывание кислорода сопровождается определенным изменением конформации по аналогии возникло предположение, что механизм действия регуляторных ферментов также связан со структурными явлениями. Посмотрим, насколько удачна эта аналогия. [c.232]

Возможно также образование тройного комплекса ESI и отсутствие у него активности, как и у комплекса EI. Этот случай получил название неконкурентного торможения. Примерами такого торможения может служить действие ионов тяжелых металлов, действие окиси углерода на гемоглобин или цитохромоксидазу, действие треххлористого мыщьяка на сук-цинатоксидазу и др. При неконкурентном торможении даже при высокой концентрации субстрата максимальная скорость реакции меньще, чем в отсутствие ингибитора. Угнетение этого типа заключается в том, что часть активных центров фермента соединяется с ингибитором или частично отравляется им. Выяснение структуры активных центров и механизма действия ферментов может значительно продвинуться вперед путем изучения действия различных ингибиторов и ферментных ядов. [c.228]

В ользу такого толкования механизма действия окиси углерода говорят экспериментальные исследования (Warburg, 1939), которыми было показано, что окись углерода соединяется не только с гемоглобином крови, но и с родственным гемоглобину железосодержащим [c.222]

Дальнейшая работа с мембранными белками - изучение их функций, механизмов действия и пространственных структур, однако, натолкнулась на большие трудности. Оказалось, что высвобождение белковых молекул из мембраны часто сопровождается необратимой денатурацией их нативных структур и, следовательно, потерей активности. В редких благоприятных случаях при солюбилизации белков в мягких условиях и при низких концентрациях функциональные свойства не пропадают, что указывает на сохранение, по крайней мере частичное, нативных конформаций. Наиболее детальная информация о белках и липидном бислое получена при изучении плазматической мембраны эритроцитов человека, содержащих гемоглобин -немембранный белок, представленный в этих клетках в наибольшем количестве [237]. Удобство данного объекта обусловлено тем, что мембраны эритроцитов, называемые "тенями", являются единственными в Клетке и их легко выделить в чистом виде с разрывом и без разрыва и даже получить вывернутыми наизнанку. При изучении теней эритроцитов впервые удалось установить, что некоторые мембранные белки пронизывают насквозь мембранный бислой, а внешняя и внутренняя стороны мембраны являются асимметричными [238]. Исследования белков плазматической мембраны эритроцитов человека [c.57]

В 1969 г. В. Г. Артюховым был открыт эффект усиления оксигенации молекул гемоглобина мышей под воздействрхем УФ-света. Последующие исследования клиницистов подтвердили сильнейшее оксигенирующее действие УФ-излучения на кровь. Природа этого явления изучена недостаточно многие аспекты его нуждаются в детализации, уточнении и конкретизации. Одним из подходов к решению данной задачи является выяснение механизмов действия УФ-излучения на структурно-функциональные свойства важнейших белковых компонентов транспортной, иммунологичесх-сой, антиоксидантной и окислительной систем крови организма человека и животных. [c.141]

Структуры активных центров гемоглобина, миоглобина и каталазы являются более высокоорганизованными по сравнению с пероксидазой, т.к. их активные центры предназначены в основном для выполнения специфических функций в организме человека [Пратт, 1978]. Однако, несмотря на высокую структурную организацию, эти гемсодержащие белки сохранили способность участвовать в реакциях окисления, что, возможно, позволяет в ряде случаев использовать специализированные ферментные системы в окислительных реакциях, реализуемых при включении механизмов саморазрушения клеток, т.е. в механизмах апоптоза, участвуя в активизации механизмов перекисного окисления липидов в биогенных системах [Trost, Walla e, 1994]. Поэтому выявление общих закономерностей в строении активных центров и механизмов действия гемсодержащих белков поможет понять специфику их действия и, в частности, механизм действия пероксидазы и других гембелков в составе антиоксидантной системы. [c.9]

Гормон эритропоэтин (ЭПО) является важным фактором дифференцировки эритроидных клеток. Трансгенные животные могут быть удобной моделью для исследования биологического эффекта ЭПО в организме, механизма действия этого гормона и регуляции экспрессии соответствующего гена. Нами были получены трансгенные мыши, содержащие ген ЭПО человека под контролем LTR RSV (Мудрик и др., 1991). Как показали проведенные исследования, длительное действие трансгена не оказывало эффекта па гематокрит и содержание гемоглобина в эритроцитах и ретикулоцитах периферической крови (рис. 67). Вместе с тем при исследовании костного мозга трансгенных мышей были выявлены значительные изменения в составе эритрона. В среднем количество клеток эритроидного ряда увеличивалось более чем в 3 раза по сравнению с таковыми у контрольных животных, причем наибольшее статистически достоверное увеличение происходило в количестве нормобластов и ретикулоцитов, т.е. неделящихся клеток. Полученные данные позволили сделать вывод о том, что костный мозг является достаточно закрытой системой. Существенное увеличение концентрации ЭПО, происходившее за счет экспрессии трансгепа, которое приводило к сильному изменению важных параметров этой системы, не отражалось на состоянии периферической крови трансгенных животных. [c.197]

Б. Причина того, что синтез белка прекращается не сразу, а после некоторой задержки, связана с механизмом действия эдеина. Он ингибирует инициацию, не затрагивая реакций элонгации в синтезе белка. Таким образом, ничто не мешает рибосоме, которая только что начала синтезировать новый полипептид, довести синтез до конца. Включение метки продолжается в течение всего периода образования исследуемого белка (в данном случае, глобиновых цепей гемоглобина), т.е. около 1 мин. [c.287]

Основная функция всех гемоглобинов одинакова, поэтому их можно рассматривать как изобелки. Следовательно, удвоение генов и последующие независимые мутации копий — это один из механизмов образования изобелков, в том числе изоферментов. Дальнейшее накопление мутаций в родственных генах ведет к еще большей дивергенции (расхождению) свойств соответствующих белков. Например, семейство родственных белков составляет группа протеолитических ферментов, включающая трипсин, химотрипсин, эластазу, тромбин, плазмин их называют сериновыми протеазами, поскольку они содержат в активном центре остаток серина, непосредственно участвующий в катализе. Механизм действия этих ферментов сходен, однако они различаются по субстратной специфичности и роли, которую выполняют в организме, поэтому название изоферменты к ним уже вряд ли применимо. Существуют и другие семейства протеаз аспартатные, цистеиновые и металлопротеиназы (содержат в активном центре аспарагиновую кислоту, или цистеин, или ион цинка соответственно). Все семейства вместе образуют суперсемейство протеаз. Продолжающееся накопление мутаций в конечном счете приводит к тому, что гены, возникшие в результате удвоения их общего предшественника, утрачивают признаки родства, а кодируемые ими белки имеют совершенно различные первичную структуру и функцию. Этот путь и ведет к увеличению количества и разнообразия генов при филогенезе. Удвоение генов и их дивергенция путем независимых мутаций составляют механизм дихотомической эволюции генов и соответствующих белков. [c.163]

Совершенно иной механизм биологического окисления лежит в основе действия гемоглобина, используемого в опыте В. Гемоглобин способен непосредственно вступать во взаимодействие с кислородом воздуха, образуя так называемый оксигемоглобин, имеющий в растворе янтарно-желтый цвет. Глюкоза отнимает кислород от оксиге-моглобина, превращаясь в карбоновую кислоту, а оксигемоглобин превращается при этом в гемоглобин, который, как известно, имеет в растворе ярко-красную окраску. Таким образом, в данном случае гемоглобин является переносчиком кислорода, т. е. биологическим окислителем. [c.143]

В небольших количествах сероводород угнетает центральную нервную систему, в умеренных же возбуждает, а в больших - вызывает паралич, в частности, дыхательного и сосудистого центров (изменения эти во многих случаях функциональны и обратимы). Сероводород оказывает токсичное действие на механизмы окислительных процессов, снижает способность крови насьщаться кислородом. При хроническом отравлении способность гемоглобина к поглош,ению кислорода снижается до 80-85%, при остром - до 15%. Наблюдается также и подавление окислительной способности тканей. [c.101]

Рассмотренные выще механизмы способны описывать многие сложные эффекты, и кинетическое уравнение может иметь очень сложную форму. Но в общем случае концентрация [ЕЗ] не может возрастать быстрее, чем растет [3]. Однако при некоторых экспериментальных условиях субстраты или ингибиторы оказывают большее влияние на концентрацию комплекса. Другими словами, получаются 3-образные кривые типа кривой связывания кислорода гемоглобином (разд. 7.13). В особенности это относится к ферментам, играющим важную роль в регулировании обмена веществ. Подобные кооперативные эффекты встречаются в случае ферментов с несколькими активными центрами, поскольку кооперативный эффект подразумевает возрастание сродства второго активного центра к субстрату, когда первый центр занят. Как и в случае гемоглобина, взаимодействия такого типа сопровождаются структурными изменениями. Согласно модели Моно — Шанжо — Ваймана, фермент с несколькими активными центрами может находиться по крайней мере в двух состояниях. Это, вероятно, слишком упрощенная картина, но два является минимальным числом состояний, необходимым для объяснения наблюдаемых эффектов. Предполагается, что в обоих состояниях конформации всех субъединиц одинаковы. Воздействующая на систему молекула (эффектор), которая может быть молекулой субстрата, смещает равновесие в сторону одного или другого из этих двух состояний. Если эффектор смещает равновесие в направлении увеличения скорости реакции, то такой эффектор называется активатором. Если же его действие приводит к снижению скорости реакции, то он называется ингибитором. Как и в случае гемоглобина, воздействие усиливается тем, что одна молекула эффектора оказывает влияние на несколько каталити-21 [c.323]

Анализ структуры белка является первым этапом в исследованиях механизма его действия и в конечном счете его биологической функции. В настоящее время наиболее хорошо изучены функции гемоглобина и химотрипсина. Высокая скорость и эффективность катализа химотрипсина (и других ферментов) можно приписать многим эффектам, ускоряющим химические реакции в модельных системах. Ктаким эффектам относятся ориентация субстрата(ов) в актив- [c.291]

Токсическое действие. Наиболее характерным проявлением токсического действия ароматических аминов является избирательное поражение красной крови. Ключевым механизмом этого процесса является окисление гемоглобина (НЬ) с переходом железа в трехвалентное состояние и образованием метгемоглобина (М1НЬ), в результате чего уменьшается способность гемоглобина переносить кислород к тканям и органам организма, развивается гипоксия. Нри содержании МШЬ в крови на уровне 50 % и выше возникает реальная угроза жизни. Наряду с МШЬ при интоксикации ароматическими аминами в крови появляется сульфгемоглобин (8ШЬ), который, в отличие от М1НЬ, легко восстанавливающегося в организме за счет редуктазных ферментных систем в гемоглобине, представляет собой необратимое производное НЬ. Наличие в крови 8ШЬ резко усиливает цианоз, поскольку он в 3 раза темнее, чем М1НЬ. При отравлении также происходит разрушение эритроцитов, следствием чего является развитие гемолитической анемии. [c.685]

Комплексы, образуемые перекисью водорода с гемопротеинами, изучены более подробно, сначала методом визуальной спектроскопии, а в более поздних работах путем применения специальной техники быстрой спектрофотометрии. Все эти комплексы настолько неустойчивы, что их не удалось выделить. Показано, что и пероксидаза и каталаза образуют по три комплекса, тогда как метгемоглобин и метмиоглобип—только по одному. Эти комплексы различаются по цвету и Чанс [375] и Джордж [367] в составленных ими обзорах описали эти различия. Чанс характеризует эти комплексы как первичные, вторичные и т. д. в соответствии с характером спектров. Некоторые из этих комплексов принимают участие в ферментных реакциях. Проведено много работ для выяснения их относительных ролей. Чанс [375] указывает, что первичные комплексы наблюдаются лишь для гемопротеииов, активных как ферменты, тогда как каталитически неактивные гемоглобин и миоглобин их не образуют. Имеются также различия в константах равновесия при образовании и диссоциации обоих этих типов комплексов. С механизмом катализа при действии этих ферментов связано также то, что в отсутствие избытка перекиси водорода первичные комплексы, относительно говоря, устойчивы. Это дало возможность титрования гемопротеинов перекисью водорода с применением специальной техники такого рода исследования показали, что на каждый атом железа связывается одна молекула перекиси водорода. Ход этих реакций и форма образующихся комплексов еще не вполне выяснены. Чанс [375] и Джордж [c.352]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология