Множество различных гемоглобинов, которые отличаются друг от другачастностями




Существует множество различных гемоглобинов, которые отличаются друг от друга частностями. Мы не будем подробно перечислять их, памятуя, что наш рассказ все же о железе. Но совершенно невозможно умолчать о том, что даже единожды нарушенный порядок в белковой молекуле чреват большой опасностью для организма и мешает четкой работе атомов железа.

Напрасно думать, что Нобелевская премия поставила точку в истории изучения гемоглобина, в истории 4 атомов железа. Эта история продолжается. Достаточно сказать, что ежегодно во всем мире в печати появляется около 200 научных работ, посвященных гемоглобину. Это значит, что каждые два дня выходит новая публикация.

Люди, получившие аномальный ген только от одного из родителей, не болеют. Страдают от анемии те, кто унаследовал ее от обоих родителей. Обычно эти люди умирают очень рано.

Надо сказать, что гемоглобин интересовал не одного только Перутца. В 40-х годах им занимался и Полинг. Он задался далеко не праздным вопросом: есть ли разница между нормальным гемоглобином и так называемым гемоглобином S? Дело в том, что существует тяжелая наследственная болезнь крови — серповидноклеточная анемия, при которой эритроциты имеют как бы серпообразную форму. В США, например, около 10 % негритянского населения являются носителями гена такой болезни. В некоторых районах Африки эта величина достигает даже 60 %.

Препятствием для размножения плазмодия является гемоглобин, точнее — то его место, где возникает «опечатка»' белкового текста. Шестое место от начала р-цепи нормального гемоглобина занимает остаток глутаминовой кислоты. При серповидноклеточной анемии в эритроцитах присутствует аномальный гемоглобин 5, шестое место р-цепи которого принадлежит другому остатку — валину. Вот и все. Один-единственный аминокислотный остаток не тот — и вся молекула перестает исправно выполнять свои функции. Такой аномальный гемоглобин труднее растворим, чем обычный, и выкристаллизовывается, изменяя форму эритроцита. Ущербные же эритроциты способствуют тромбозам и быстро подвергаются гемолизу — распаду. Но самое, пожалуй, страшное то, что железо в таком гемоглобине окислено до трехвалентного и, следовательно, не способно в полной мере переносить кислород.

Не вдаваясь в подробности, заметим, что распространение этой болезни в некоторых районах Африки, Средиземноморья и в странах Юго-Восточной Азии связано с биологическим парадоксом. Люди, у которых имеется ген сер-повидноклеточной анемии в активной или скрытой форме, не болеют малярией. А ведь малярия — страшный бич названных регионов. В серповидных эритроцитах возбудитель малярии — плазмодий не размножается.

Только десять лет спустя стало возможным перебрать почти 600 аминокислотных остатков, чтобы установить, какой же из них дефектный. Это сделал в 1959 году американский биохимик, занимающийся молекулярной биологией, Верной Ингрэм.

Полинг, сравнивая нормальный и серповидный гемо-глобины, обнаружил, что первый оказался более кислым. Это могло, по его мнению, указывать на то, что нормальная молекула гемоглобина содержит несколько больше кислых остатков в пептидных цепях. Однако методы применявшегося тогда качественного анализа не позволили Полингу обнаружить какую-либо разницу в аминокислотном составе исследовавшихся молекул.

Хроматография основана на разделении смесей. В данном случае Ингрэм применил хроматографию на бумаге. Скажем, если бы мы капнули смесью разноцветных чернил на промокашку, то они по-разному расползлись бы на ней. Зная «степень расползания» для чернил каждого цвета, можно легко установить их наличие в капле. Совмещая хроматограммы разных гемоглобинов, выявляют несовпадающие участки и определяют, к каким именно аминокислотным остаткам они относятся. Этот метод получил шутливое название «метода отпечатков пальцев». Однако здесь все не так просто, как в дактилоскопии. Из-за незначительного различия в строении остатков, их часто невозможно отличить даже по хроматограмме. Поэтому Ингрэм прибегнул к маленькой хитрости, поместив бумагу с исследуемым материалом в электрическое поле. Тем самым удалось еще больше растащить аминокислоты, так как под воздействием электрического тока путь зависел еще и от их электрического заряда, обусловленного кислотными или щелочными свойствами.

Поскольку перед ним не стояла задача исследования пространственной структуры белка, Ингрэм использовал довольно простой хроматографический метод. Однако он его несколько усовершенствовал, для того чтобы более определенно выявить различие в аминокислотных остатках.

Сегодня открыты еще сотни молекулярных болезней, из которых многие вызваны «опечатками» в молекуле гемоглобина. Такие болезни крови называют гемоглобинопатии. В настоящее время известно около 400 аномалий гемоглобина. Почему даже единственная замена среди множества аминокислот приводит к печальным последствиям? Все дело в строении аминокислотных остатков, которое обусловливает их свойства. В последнее время удалось разобраться в механизме некоторых молекулярных болезней. Вот как объясняется, например, одна из гемоглобинопатии, при которой в аномальной молекуле гемоглобина два атома железа из четырех легко окисляются до трехвалентных. При этом кровь больных имеет в 2 раза меньшую кислородную емкость, чем нормальная..

Когда сравнили «отпечатки пальцев» нормального и серповидного гемоглобинов, они не совпали только в одном месте. Оно соответствовало более кислой среде в нормальном гемоглобине. Полинг оказался прав. Теперь оставалось самое главное и интересное: установить, какие именно остатки не совпадают. Оказалось, что «более кислая» глутаминовая кислота нормального гемоглобина была замещена валином в серповидном. Так установили причину этой молекулярной, как назвал ее Полинг, болезни.

Конечно, сегодня еще рано говорить об изгнании «беса» наследственности, путающего генетические карты нашего организма; но бороться с некоторыми гемоглобинопатиями уже можно, тем более зная породившие их причины. Лайнус Полинг, например, ратует за применение витамина С. Это хороший восстановитель — он может способствовать переходу трехвалентного железа дефектного гемоглобина в двухвалентное.

Устойчивость двухвалентного состояния железа в молекуле гемоглобина обеспечивается расположенным рядом аминокислотным остатком — гистидином. В его состав входит имидазольное кольцо (такое же как и пиррольное кольцо, но с лишним атомом азота в одном из углов), способное создавать определенное электрическое поле, которое прочно удерживает электроны атома железа. Если же происходит «опечатка» в наследственном механизме — и место гистидина занимает чужой аминокислотный остаток— тирозин, то картина резко меняется. Тирозин тоже имеет кольцо, но совсем другое — оксибензольное, которое уже не обладает определенной электрической активностью и не может уберечь атом железа от окисления. Он при этом переходит в трехвалентное состояние и теряет способность переносить кислород.



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

Азот. кроме трех основных элементов жизни углерода кислорода и водорода.микроэлементы Если в порфирин попасть магнием. магний Несколько слов о кларках. чего на земле больше свинца или циркония.микроэлементы Об анатомических особенностях человеческого тела, физиологическихпроцессах организма и его химическо Молекула миоглобина представляла собой клубок переплетенных иизвивающихся червей Витамин для витамина с Металл живых конструкций Маленький словарик, в котором дается толкование терминов, использованныхбез достаточного толкования Каталаза чемпион катализа Повышению вероятности таких болезней, как гипертония, атеросклероз иинсульты
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