Задача:
ответ ниже
В покое и при слабой физической активности скелетные мышцы потребляют не более 30% поступающего в составе НЬ кислорода. Однако при интенсивной работе поступление кислорода в мышцы резко возрастает. Каковы молекулярные механизмы регуляции транспорта кислорода в ткани пропорционально ее потребностям? При ответе:
а) опишите строение НЬА и его связывание с кислородом в активном центре;
б) укажите молекулы — конечные продукты метаболизма, образующиеся при мышечной работе, и их влияние на сродство НЬ к кислороду; нарисуйте графики зависимости насыщения миоглобина и НЬ кислородом в зависимости от парциального давления кислорода в тканях;
в) объясните высокое и практически не регулируемое сродство к кислороду родственного НЬ белка — миоглобина.
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) При мышечной работе образуются молекулы СО2 и протон, которые понижают сродство гемоглобина к О2. При высоком парциальном давлении в легких сродство гемоглобина к О2 повышается. Следовательно О2 вытесняет протон из молекулы гемоглобина.
3) Мономерное сродство миоглобина и его активного центра определяет высокое сродство к О2.
