Задача:
ответ ниже
Курильщик, выкуривая одну сигарету, пропускает через свои легкие 20 л дыма, содержащего опасные для здоровья вещества, в том числе и угарный газ. Известно, что монооксид углерода (СО) взаимодействует с НЬ. Как влияет угарный газ на функционирование НЬ и его способность доставлять кислород тканям? При ответе:
а) опишите строение НЬ и его активного центра;
б) укажите, в каком участке НЬ идет присоединение СО и с каким лигандом он конкурирует;
в) объясните, какую роль играет радикал гистидина Е7 в функционировании НЬ и почему длительное пребывание человека в задымленном помещении вызывает вялость, сонливость и сниженную работоспособность.
Ответ:
1) Гемоглобин является сложным белком, то есть в качестве простетической группы здесь выступает гем —содержащий железо. Гемоглобин человека является тетрамером, то есть состоит из 4 протомеров. У взрослого человека они представлены полипептидными цепями α1, α2, β1 и β2. Субъединицы соединены друг с другом с помощью гидрофобных взаимодействий. И α-, и β-цепи относятся к α-спиральному структурному классу, так как содержат исключительно α-спирали. Каждая цепь содержит восемь спиральных участков, обозначаемых буквами от A до H (от N-конца к C-концу). Строение гема: основу гема составляют 4 пиррольных кольца, соединенных метильными остатками. В центре расположен атом Fe(+3), соединенный с атомами азота перрольных колец четырьмя координационными связями. Также в АЦ Hb есть остатки двух аминокислот с гидрофильными радикалами – ГИС Е7 (отвечает за ориентацию О2) и ГИС F8 (образует координационную связь с железом и фиксирует гем в АЦ).
2) СО присоединяется в АЦ гемоглобина, конкурирует с О2 (образование карбоксигемоглобина).
3) Гис Е7 – необходим для правильной ориентации О2 при его взаимодействии с атомом железа в геме. В задымленном помещении человек вдыхает угарный газ, который связывается с гемоглобином и образует с ним прочную связь. Образовавшийся карбоксигемоглобин не способен переносить кислород, что приводит к появлению кислородного голодания.