Cтраница 2
Срок жизни эритроцитов 110 - 120 дней; ежесуточно из разрушившихся эритроцитов освобождается 8 - 9 г гемоглобина. При разрушении гемоглобина его белковая часть ( глобин) гидролизуется до аминокислот, которые могут использоваться в белковом синтезе; железо гема включается в общий пул и также может снова использоваться. Порфириновая часть гема ( без железа) деградирует необратимо до образования желчных пигментов, которые выводятся из организма. [16]
В результате исследований установлено, что перенос электрона от оксимиоглобина к цитохрому с осуществляется без участия переносчиков при непосредственном контакте гемопротеинов. Следовательно, процесс переноса электрона с цитохрома с на молекулу миоглобина осуществляется вблизи ее ЛГ-конца. Этот конец удален от тема на расстояние 25 А. Таким образом, проведенные исследования показали, что перенос электрона происходит между атомами железа гемов двдх молекул, расположенных на расстоянии превышающем 25 - 32 А. [17]
К этому моменту четыре из шести солевых мостиков, скрепляющих тетрамер дезоксигемоглобина, оказываются разорванными и тетрамер относительно легко переходит в о / ссы-конформацию. При этом разрываются остальные солевые мостики - между Lys С 5 ( 40) а и His НС 3 ( 146) р и дифосфоглицератом ( ДФГ) и двумя р-субъединицами. Гемы и их непосредственное окружение в а-субъединицах имеют о / ссы-конформацию, а в р-цепях - дезо / ссы-конформацию. При переходе в о / ссы-конформацию снижается вдвое энергия активации, необходимая для выталкивания Туг НС 3 ( 146) р из их карманов, так как при этом разрушаются солевые мостики между С-концевыми гистидинами и а-субъединицами, и остатки тирозина удерживаются на месте только внутренними солевыми мостиками между С-концевыми гистидинами и остатками аспарагиновой кислоты той же р-цепи. Это приводит к увеличению сродства к кислороду гемов р-цепей. Далее, атомы железа гемов р-цепей реагируют с кислородом, причем каждая реакция сопровождается выталкиванием тирозина и разрушением одного из внутренних солевых мостиков. [18]
Идентичные субъединицы в тетрамере расположены параллельно друг другу и почти перпендикулярно по отношению к другой паре субъединиц. Связи между идентичными субъединицами, как правило, непо-лярны, хотя наблюдаются единичные солевые мостики. Образование связей в гемоглобине имеет обратимый характер, причем присоединение к железу гема того или иного лиганда также влияет на способность а - и р-цепей контактировать друг с другом. Так, если ( Xj-субъединицу считать фиксированной в пространстве, то а2 - цепь при присоединении лиганда поворачивается на 16 и сдвигается на 2 1 нм; р2 - субъединица поворачивается на 13 5 и смещается на 1 9 нм. При присоединении молекулы кислорода к гемоглобину происходит ряд существенных структурных перестроек последнего, облегчающих присоединение следующих молекул кислорода. В дезоксигемоглобине железо не находится строго в плоскости пиррольных колец, а смещено на 0 25 нм. Молекула кислорода после контакта с гемоглобином проникает вовнутрь геминового кармана и взаимодействует с железом. В результате железо гема перемещается точно в плоскость протопорфиринового кольца, что приводит к соответствующему смещению гистидинового остатка, соединенного с железом, и всей полипептидной цепи, в которой он локализован. Изменения в одной субъединице молекулы гемоглобина обусловливают соответствующие изменения других субъединиц, выгодные для присоединения молекул кислорода. Таким образом, присоединение первой молекулы кислорода происходит достаточно медленно и обязательно при высоком парциальном давлении кислорода, что и имеет место в альвеолах легких. Далее скорость присоединения кислорода к гемоглобину увеличивается по нарастающей и скорость присоединения четвертой его молекулы выше, чем первой, более чем в 300 раз. Таким образом, реализуется кооперативный эффект взаимодействия гемоглобина с кислородом, что обеспечивает максимальное образование оксигемоглобина. [19]