Молекула миоглобина представляла собой клубок переплетенных иизвивающихся червей




Перутц оказался тысячу раз прав: выявленная исследователями совершенно невообразимая форма молекулы миоглобина была обусловлена теми функциями, которые она должна выполнять в организме. Но об этом несколько позже. Давайте не забывать о том, что и миоглобин, расшифрованный Кендрю, и более сложный по строению гемоглобин, над разгадкой которого бился Перутц, это прежде всего белки, соединенные с гемовыми группами.

Что же увидели исследователи, взглянув на творение своих рук? Скажем сразу, поначалу плоды многолетних трудов их весьма разочаровали. Получился какой-то монстр. Казалось, молекула миоглобина представляла собой клубок переплетенных и извивающихся червей. Макс Перутц, увидев ее, в сердцах воскликнул: «Неужели поиски абсолютной истины могут привести к установлению столь отталкивающей структуры, напоминающей внутренности? Неужели вместо золотого самородка нашли всего лишь свинцовую глыбу? — Затем, как бы полемизируя сам с собой и успокоившись, он закончил: — К счастью, подобно многим другим природным объектам, миоглобин выигрывает в красоте при более близком рассмотрении. По мере уточнения структуры миоглобина... стали яснее внутренние причины, объясняющие странную форму его молекулы. Эта форма оказалась не уродством, а принципиальной закономерностью, свойственной, очевидно, миоглобинам и гемоглобинам всех позвоночных» ( 6).

В самом деле, в нашем организме насчитывается более миллиона различных белков. Из них для 800 установлена первичная структура. Но едва лл наберется сотня белков,   пространственная   структура   которых   известна.

И коль скоро у нас зашел разговор о белках, то полезно вспомнить, что они построены из множества остатков 20 аминокислот, представляющих собой как бы последовательную цепь, или, как еще говорят, белковый текст. Его можно расшифровать химическим путем и найти таким образом первичную структуру белка. Вторичную структуру — пространственную организацию цепи аминокислотных групп определяют при помощи метода, основанного на поляризации света и получении определенных спектров. Третичную структуру — пространственное строение молекулы белка установить гораздо сложнее.

Разработанная чисто теоретическим путем, такая структура вскоре подтвердилась и рентгенографически, что сыграло большую роль в нелегкой работе Перутца и Кендрю. Более того, при ближайшем рассмотрении оказалось, что неудобоваримая форма молекулы миоглобина есть не что иное, как а-спираль, свернутая в клубок. А в ее изгибе расположилась единственная группа гема с единственным же атомом железа.

Первым, кто рискнул заняться выяснением пространственной структуры белков, был один из выдающихся химиков нашего времени американский ученый Лайнус Полинг, ныне дважды заслуживший Нобелевскую премию. Именно он в самом начале 50-х годов построил из разноцветных шариков пространственную модель полипептидной цепи и показал ее спиральное строение. Эту структуру он назвал а-спираль.

Летом 1959 года наступил звездный час Макса Перутца: структура гемоглобина была, наконец, установлена, правда, еще не совсем в окончательном виде.

Так миоглобин стал первым белком, молекула которого поддалась пространственной расшифровке. Она содержит около 2500 атомов и состоит из 153 аминокислотных остатков.

Природа экономна. Помните — гемоглобин переносит не только кислород, но и углекислый газ. Миоглобин же лишен этой способности. Он запасает только кислород, и поэтому его молекула меньше.

Столь долгий путь был проделан недаром. Эта молекула оказалась гораздо сложнее, чем молекула миоглобина. Гемоглобин содержит почти 10 тыс. атомов и состоит из 574 аминокислотных остатков. И если у миоглобина одна полипептидная а-цепь, то у гемоглобина их две, да еще две Р-цепи и соответственно 4 группы тема, каждая из которых содержит атом железа. Таким образом, молекула гемоглобина в 4 раза больше молекулы миоглобина.

В а-спирали закручена не вся белковая цепь. Некоторые участки в ней неупорядочены, и поэтому она свертывается в глобулу — шар. В такой пространственной структуре сохраняется некоторая подвижность белковой цепи. Скажем, цепь миоглобина свернута примерно на 75 %. Все 4 гемоглобиновые цепи также свернуты в глобулу. Такие белки называют глобулярными в отличие от фибриллярных,, фигурирующих в виде волокон.

Природа экономна, но она и расточительна, когда в этом есть необходимость. Подумать только: 4 атомам железа помогают .10 тыс. других атомов. Именно такое количество атомов необходимо, чтобы,4 цепи гемоглобина, изогнувшись, словно щупальца спрута, захватили своими гемовыми присосками молекулу кислорода.

Собственно говоря, эти  наблюдения  в свое время и навели Макса Перутца на мысль заняться вплотную именно гемоглобином. И только через четверть века он смог вместе со своей аспиранткой X. Мюирхед доказать, что молекула гемоглобина как бы дышит, когда присоединяет кислород. В это время ее глобула сжимается. Отдавая кислород, она снова расширяется ( 7).

Итак, наши белки обладают способностью менять свою конфигурацию — как говорят специалисты, подвергаться конформационным изменениям. О том, что молекула гемоглобина могла подвергаться таким превращениям, догадывались давно. Еще в 1937 году американский ученый Ф. Гауровиц, работавший тогда с гемоглобином в Праге, как-то после окончания экспериментов поставил в холодильник суспензию игольчатых кристаллов оксигемоглобина. Несколько недель спустя, натолкнувшись на забытый препарат (вспомним шведский гематит немецких исследователей) Гауровиц с интересом стал рассматривать его под микроскопом. Оказалось, что алые иголки оксигемо-глобина превратились в шестиугольные темно-красные пластинки восстановленного гемоглобина. Это случилось потому, что весь кислород в суспензии... «съели» бактерии. Пока велось наблюдение, кислород, проникший под покровное стекло микроскопа, снова вызвал появление алых иголок оксигемоглобина. Гауровиц долго размышлял над этим любопытным явлением, пока не пришел к весьма остроумному выводу: взаимодействие гемоглобина с кислородом должно влиять на пространственную организацию белковой молекулы.

Долгие и драматические поиски структуры гемоглобина закончились вполне счастливо. В 1962 году Максу Перутцу ' и Джону Кендрю была присуждена Нобелевская премия «За исследование в области глобулярных белков». Интересно, что одновременно с ними лауреатами этой премии стали Фрэнсис Крик и Джеймс Уотсон, открывшие структуру ДНК и дожидавшиеся этой почетной награды 10 лет.



Рекомендуем бригаду по демонтажу и вывозу строительного мусора.
Для облагораживания территории рекомендуем - trimmer.su - электрические и бензиновые триммеры.

О гемоглобииопатиях о других болезнях крови Почему мы солим пищу Кошмар для кинетики нитрогеназа сложный фермент, состоящий из двухбелковых комплексов. микроэлемент Кислород окислитель. но союз кислорода и двухвалентного железа вгемоглобине Ионы натрия и калия действуют по разные стороны клетки и чем интереснаразность потенциалов Аммиак свободноживущие азотфиксаторы. микроэлементы Настоящая голубая кровь И нам нужен магний Схема действия нитрогеназы. молекула азота проникает внутрь ферментачерез щель, соответствующую ее р Биологическая фиксация азота . микроэлементы
Меню:
Главная Строительные смеси Стиль Сауны и бани Кондиционирование Двери Фундамент Перепланировка Вентилирование Материалы Теплоизоляция Мебель Строительные растворы Двери Бетон Кухня Кладка Гидратация Габариты Электромонтаж Паркет Облицовка Мебель Потолок Камень Тесты Квартира Свойства строительных смесей Интерьер Обои Дерево Краска Фаянс Перекрытия Ипотека Теплообмен Фриз Стены Трубы Приусадьба Лестницы Литье Керамика Здоровье Глина Опора Стекло Дерево Пластмасса Отделка Кондиционирование Штукатурка Переплет Кладка Гидроизоляция Краны Брус Приспособления Штукатурка Печи Оборудование Инструмент Синтетика Малярство Печи Толь Лепка Самоделки Внешние строения Электромонтаж
Сайт создан в системе uCoz