УФ-индуцированные структурно-функциональные модификации гемоглобина человека в присутствии оксидов азота и углерода

• Автор: Калаева, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 188 с. : ил

1Л .Структура, физикохимические и функциональные свойства гемоглобина человека

1.2.Некоторые свойства и биологическая роль оксида азота и оксида углерода

1.2.1. Оксид азота

1.2.2. Оксид углерода

1.3.Влияние оксида азота и оксида углерода на структуру и свойства молекул гемоглобина

1.3.1.Особенности структуры и физикохимических свойств нитрозогемоглобина

1.3.2. Особенности структуры и физикохимических свойств карбоксигемоглобина человека

1.4. Влияние УФизлучения на структуру и функциональные характеристики сложных белков

1.4.1. Действие различных видов оптического излучения на нитрозогемоглобин

1.4.2. Структурные изменения в молекулах карбоксигемоглобина человека, индуцированные УФизлучением

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Получение растворов оксигемоглобина человека
2.2. Получение растворов карбоксигемоглобина человека
2.3. Получение растворов нитрозогемоглобина человека
2.4. Облучение растворов карбокси и нитрозогемоглобина человека
2.5. Дискэлектрофорез карбокси и нитрозогемоглобина в полиакриламидном геле
2.6. Регистрация электронных спектров поглощения растворов карбокси
и нитрозогемоглобина человека и их электрофоретических фракций
2.7. Гельхроматография растворов карбокси и нитрозогемоглобина человека и их электрофоретических фракций
2.8. Регистрация кривых диссоциации оксигемоглобина в его смесях с различным содержанием нитрозо и карбоксигемоглобина
2.9. Спек грофотометрическое титрование парахлормеркурийбензоагом групп нитрозогемоглобина человека
2 Расчет некоторых кинетикотермодинамических характеристик нативных и УФоблученных молекул нитрозо и карбокситемоглобина человека
2 Статистическая обработка экспериментальных даннных ГЛАВА 3. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАТИВНОГО И УФОБЛУЧЕННОГО КАРБОКСИГЕМОГЛОБИНА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ
3.1. Спектральные характеристики буферных растворов нативного и УФоблученного карбоксигемоглобина человека
3.2. Хроматографические характеристики нативного и УФоблученного карбоксигемоглобина человека
3.3. Электрофоретические характеристики нативного и УФоблученного карбоксигемоглобина человека
3.4 Исследование природы электрофоретических фракций нативного и фотомодифицированного карбоксигемоглобина человека
3.4.1. Спектральные характеристики электрофоретических фракций нативною и УФоблученного карбоксигемоглобина человека
3.4.2. Хроматографические характеристики электрофоретических фракций нативного и УФоблученного карбоксигемоглобина человека
ГЛАВА 4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙС ТВА НАТИВНОГО И УФОБЛУЧЕННОГО НИТРОЗОГЕМОГЛОБИНА ЧЕЛОВЕКА И ЕГО ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИХ ФРАКЦИЙ
4.1. Спектральные свойства нативных и УФоблученных растворов нитрозогемоглобина человека
4.2. Хроматографические характеристики нативного и УФоблученного нитрозогемоглобина человека
4.3. Электрофоретические свойства нативного и УФоблученного нитрозогемоглобина человека
4.4. Исследование природы электрофоретических фракций нативного и фотомодифицированного нитрозогемоглобина человека
4.4.1. Спектральные характеристики электрофоретических фракций нативного и УФоблученного нитрозогемоглобина человека
4.4.2. Хроматографические свойства элекгрофорстических фракций нативного и УФоблученного нитрозогемоглобина человека ГЛАВА 5. ВЛИЯНИЕ УФИЗЛУЧЕНИЯ НА ФУНКЦИОНАЛЬНУЮ АКТИВЮСТЬ БЕЛКОВЫХ СМЕСЕЙ С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖА ИЕМ КАРБОКСИ И НИТРОЗОГЕМОГЛОБИНА
5.1. Функциональные характеристики нативных и УФоблученных смесей окси и карбоксигемоглобина человека
5.2. Функциональные характеристики нативных и УФоблученных смесей окси и нитрозогемоглобина человека
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЕ
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность


Кроме того, с порфириновым кольцом вандерваальсовыми взаимодействиями связаны еще около атомов полипептидной цени , , также обнаружены полярные контакты остатков пропионовой кислоты гема с аминокислотными остатками , . Структура и функциональные характеристики молекул гемоглобина во многом зависят от состояния атома железа. Спиновое состояние центрального атома в комплексах определяется характером лигандного окружения симметрией, силой связыва
ния лиганда Байер, Шретцман, . В высокоспиновом состоянии обладает координационным числом 5 и расположен вне плоскости гема на расстоянии 0,0, нм. Оксигенация и образование связи не меняют валентности атома железа, но переводят его в низкоспиновое состояние, увеличивая число лигандов в координационной сфере до 6. Данный переход сопровождается уменьшением диаметра иона и смещением его в плоскость гема Траутвейн и др. К 5координационным относятся дезоксигемоглобин и миоглобин, к 6координационным все лигандированные формы гемоглобина. Гемоглобин существует в виде двух альтернативных структур, называемых обладает высоким сродством к СЬ и Т обладает низким сродством к конформациями , . Возможно, существует еще одна Рконформацня с промежуточным сродством к 0 i,Vi, . Гемовый карман цепи дезоксигемоглобина достаточно велик для небольших лигандов Ог, СО, 0 и др В Рцепях полость для проникновения лиганда мала. Поэтому процесс оксигенации начинается с одной из ацепей и индуцирует последовательный каскад конформационных превращений в макромолекуле , . При оксигенации гемоглобина О вклинивается между атомом 2 и азотом iix, вследствие чего молекула зажимается между атомом железа и азотом имидазола. Соркина, . При этом железо увлекает за собой имидазол Н1за и имидазол Нр. Дополнительный колебательный импульс создастся за счет отталкивания Шза или РПябЗр от плоскости протопорфирина Сторожук, . Колебания передаются через ЬНяК8 дистальный и спираль Р вместе с 1подтягивается в сторону тема к центру молекулы, выталкивая из плоскости остаток Туг 6. Именно это движение Туг 6 и обеспечивает сопряжение между конформационными изменениями на уровне третичной и четвертичной структур при ТИ. Сконца субъединиц. Однако показано, что конформационных изменений в проксимальной области при присоединении лиганда недостаточно, чтобы вытеснить Тут из пространства между К и Нспиралями. Для достижения регуляторного эффекта необходимы сог ласованные изменения конформации на Ы и Сконцах. В тетрамерном гемоглобине согласованность достигается, повидимому, за счет его особой конструкции, в которой хгконец одной ацепи контактирует с Сконцом другой, а Мконцы двух рцепей сближаются, образуя участок связывания 2,3ДФГ Постникова, . В результате таких колебательных импульсов приоткрываются центры связывания СЬ в других субъединицах гемоглобина, и они становятся более доступными для взаимодействия с кислородом. Помимо изменений в структуре отдельных цепей, присоединение лиганда индуцирует перестройку контактов между субъединицами. Ргсубъединица на ,5 и 0, нм, рсубъединица на 3,7 и 0, нм соответственно. Аминокислотные остатки Сконцевой последовательности дезокси гемоглобина образуют 8 солевых мостиков . Два из них находятся внутри рсубъединицы 4 мостика осуществляют контакты X2, но 1 iiи грзконтакты. Все они нарушаются при взаимодействии дезоксигемоглобина с лигандами. Изменение конформационной структуры гемоглобина во время оксигенации сопровождается сближением всех 4х атомов железа между собой в тетрамере гемог лобина. Вес описанные выше превращения молекул гемоглобина при оксигенации требуют. Принимая во внимание низкую энергетическую обеспеченность эритроцитов и низкое сродство гемоглобина к на первых этапах его оксигенации, можно предположить наличие в эритроцитах специального механизма, расслабляющего жесткую молекулу дезоксигемоглобина и повышающего его сродство к кислороду. По мнению Сторожука , функции такого альтернативного механизма, способного преодолеть конформационные препятствия в молекуле дезоксигемоглобина и индуцировать процесс его оксигенации без энергетических затрат, выполняют активные формы кислорода , ОН и Н2О2 совместно с ферментами антирадикальной защиты.