Cтраница 4
Белки являются специфическими антигенами: антитела, образующиеся при впрыскивании чужеродного белка, дают осадки только с этим белком. Так, например, гемоглобин человека производит в сыворотке кролика антитело, осаждающееся гемоглобином человека, но не осаждающееся гемоглобином быка. Только в случае родственных животных родов антитела не дифференцируются: белки сыворотки лошади производят в сыворотке кролика антитело, осаждающееся также белками сыворотки осла. С другой стороны, миоглобин быка обусловливает образование антитела, не осаждающегося гемоглобином того же животного; ввиду того что оба вещества содержат гем, разумеется, что специфичность обусловлена не последним, а белковым участком молекулы. Белки теряют антигенные свойства в результате денатурации или частичного гидролиза протеолитическими ферментами. Желатина не обладает антигенными свойствами, потому что ее молекулы сильно расщеплены, а у инсулина, по-видимому, отсутствие антигенных свойств обусловлено слишком малым размером его молекул. [46]
Этот метод используется для фракционирования компонентов гемоглобина человека. Смешивают 0 3 мл 10 % - ного ( масса / объем) раствора гемоглобина человека с 1 6 мл Ampholine. LKB Producter AB, Bromma 1, Швеция) и 30 мл катодного буферного раствора е ( табл. 12.18) и осторожно заливают эту смесь в трубку для разделения поверх геля. Зоны детектируют визуально ила путем записи профиля элюирования по УФ-поглощению. [47]
Необходимо отметить исключительно высокую сохранность свертывания цепи, которая показывает, что не только окончательная структура, но также и процесс свертывания находятся под мощным воздействием отбора. Дополнительную структурную информацию можно получить, исследуя мутации, еще не подвергшиеся действию отбора, например мутантный гемоглобин человека. В этом случае структурные принципы выявляются по отклонениям от нормальных свойств. [48]
Хромопротеиды - соединения, состоящие из белка, связанного с тем или иным окрашенным соединением небелкового характера. К наиболее изученным хромопротеидам относятся соединения хлорофилла с белком, играющие важную роль в процессе фотосинтеза, а также гемоглобин человека и животных, с помощью которого осуществляется перенос кислорода и отчасти углекислоты кровью. [49]
Ряд наследственных заболеваний крови связан с мутациями гемоглобина. Тяжелое заболевание - серповидноклеточная ане - j мия - вызывается замещением остатка Глу на Вал в шестом i месте 0-цепей гемоглобина. Гемоглобин человека состоит из четырех цепей - двух цепей а, содержащих по 141 остатку, и двух цепей р, содержащих по 146 остатков. Таким образом, замена всего лишь двух остатков из 574 приводит к весьма серьезным последствиям. В этом случае неполярные нейтральные остатки изменяются кислотными. Сейчас известно несколько сот мутант-ных гемоглобинов человека. [50]
Молекула гемоглобина, состоящая из двух пар полипептидных цепей, а 2 2, и четырех железосодержащих групп тема, связывает каждую следующую молекулу кислорода с большей эффективностью, чем предыдущую. Если определить последовательные константы равновесия для связанных молекул кислорода так, как это было сделано для констант образования комплексов иона металла с различными лигандами в разд. Для гемоглобина человека Кь, примерно в 100 раз больше Ki, в гемоглобине овцы это отношение еще больше. Это кооперативное взаимодействие гемо-групп в молекуле гемоглобина, облегчающее присоединение следующей молекулы кислорода после присоединения предыдущей, особенно хорошо заметно при присоединении последней, четвертой молекулы кислорода. Как было указано в разд. XV, гемогруппы отстоят друг от друга на 25 и 35 А, так что взаимодействие между ними должно быть каким-то образом связано с белковыми цепями. Исследования, проведенные при различных температурах, показали, что при насыщении кислородом абсолютная величина отрицательного теплового члена свободной энергии несколько уменьшается, но что увеличивающееся падение свободной энергии по мере присоединения молекул кислорода обусловлено в основном увеличением роли энтропийного члена. Хотя знак энтропийного члена положителен, как и при денатурации белков, его значение много меньше, и оксигемоглобин более устойчив к денатурации, чем его восстановленная форма. Оксигемоглобин имеет более высокую тенденцию диссоциации при более низком давлении кислорода. Таким образом, процесс его присоединения к гемоглобину затруднен, по-видимому, из-за того, что взаимодействие между темами в оксиформе больше, чем в восстановленной форме. Относительно высокая тенденция нормального оксигемоглобина к диссоциации при низких давлениях кислорода физиологически целесообразна, поскольку благодаря этому ткани, бедные кислородом, получают его в большем количестве. У оксигемоглобина тенденция к диссоциации значительно выше, чем у оксимиоглобина, так что при контакте гемоглобина, на 50 % насыщенного кислородом, с эквивалентным количеством мио-глобина большая часть кислорода переходит к миоглобину. [51]
Кровь нормального взрослого человека содержит два гемоглобина. Большую часть ( более 95 %) составляет так называемый HbAj, молекулы которого состоят из двух а - и двух ( 3-цепей. Обычно под гемоглобином человека понимают именно НЬА4, если не сделано специальных оговорок. Весьма возможно, что такая неоднородность гемоглобинов обычно встречается у всех млекопитающих, однако ни один из видов пока не был изучен столь же детально. [52]
Трансгенные мыши с таким набором генов антител человека синтезировали человеческие антитела к некоторым антигенам; кроме того, были созданы гибридомы, продуцирующие человеческие моноклональные антитела. Однако разнообразие человеческих антител, продуцируемых такими трансгенными мышами, было невелико вследствие ограниченности набора вариабельных сегментов Н - и к-цепей. Чтобы решить эту проблему, создали YAC с большим числом генов вариабельных участков Н - и к-цепей гемоглобина человека. [53]