Каталитическое окисление миоглобина солями и комплексами меди и железа: кинетика и механизм

• Автор: Шеховцова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 86 с. : ил.

Окисленные мет и мет могут быть снова восстановлены при помощи низкоспецифичных низкомолскулярных клеточных восстановителей, диафораз, и специализированных зависимых ферментов метНЪрсдуктазы эритроцитов Ьзредуктазы и мышечной мстМЬ редуктазы. Компонентами метМЬредуктазной системы являются как Су мембран саркоплазматического ретикулума, так и близко родственный ему Су внешней мембраны митохондрий i и др. Особый интерес для биологии представляет процесс окисления НЬОг и МЬОг, катализируемый небольшими количествами ионов и комплексов двухвалентной меди i, ii и др. Христова и др. В настоящее время этой реакции уделяется большое внимание, так как весьма вероятно, что она играет существенную роль в повреждении миокарда при ишемии и последующей реперфузии и др. Вследствие ацидоза в ишемированной ткани депонированная и связанная с белками Си2 освобождается и может вступать в реакцию с миоглобином, в результате чего образуется мет и восстановленная медь i и др. Рсокисленис же Си1 кислородом приводит к образованию активных форм кислорода, которые оказывают повреждающее воздействие на ткань. Катализируемый медыо процесс окисления, как показано, протекает через образование специфического комплекса реагента с белком, в котором участвуот остатки гистидина. Остается неясной локализация гистидиновых остатков, связывающих медь с наибольшим сродством, эффективность различных комплексов в реакции переноса электрона от тема, а также вклады этих комплексов в суммарную скорость окисления белка. Одной из причин, вероятно,является то, что объектом исследования был только кашалота, в котором имеется остатков гистидина, половина из которых локализованы на поверхности белка и способны с высоким сродством комплексировать медь. Следует отметить, что до последнего времени было известно только окисление НЪС2 и МЬОг, катализируемое соединениями Си2 с невысоким, порядка V, редокспотенциалом медный катализ. Было показано, что соединения других металлов, , , , Со, , , и т. Считалось также, что эффективными катализаторами не могут быть сильные окислители, потенциал которых больше 0 V, так как их восстановленные формы должны плохо реокисляться кислородом по термодинамическим соображениям. Таким образом, наряду со своей основной функцией обратимым связыванием О2, миоглобин способен вступать в редоксреакции с различными металлокомплексами, выступая в большинстве случаев в качестве восстановительного реагента. Эта его способность может играть существенную роль в функционировании организма, однако работы, посвященные выяснению механизмов редоксреакций миоглобина с различными реагентами, весьма немногочисленны. К тому же анализ этих работ обнаруживает противоречивые утверждения разных авторов о механизме одних и тех же реакций и требует дополнительных исследований. В связи с этим актуальна задача детального изучения молекулярного механизмаов редоксреакций оксимиоглобина с соединениями металлов, роли отдельных групп и структурных элементов белка в переносе заряда. Наиболее подходящими объектами для решения проблемы являются мономерные миоглобины. Ранее нами было проведено сравнительное изучение кинетики катализируемого ионами 2 окисления МЬОг кашалота, лошади и свиньи Моисеева, Постникова, . Эти белки имеют одинаковые рсдокспотенциапы и гомологичны по пространственной структуре, но имеют разнос количество остатков i, локализованных на поверхности и способных связывать медь внутренние гистидины у них инвариантны. Оказалось, что в одинаковых условиях, в присутствии эквимолярной концентрации Си2, реакция в этих белках протекает поразному. А и 6С Л 2. Ч V С П СЪ v . Моисеева С. Л. и др. М у . МЬ в мет по каталитическому пути. С
Цели и задачи работы. В данной работе продолжено исследование молекулярного v механизма редокс реакций миоглобииа, катализируемых металлами. С этой целью изучено окисление нативного МЬОг кашалота, его химически модифицированных производных, алкилированных по всем доступным гистидинам бромацетатом натрия
СММЬОг и иодацетамидом САМЬОг, в присутствии Си , и 2. Кроме того, изучено катализируемое ферроцианидом окисление нативных МЬ кашалота лошади и свиньи, СММЬ и мутантного МЬОг кашалота i I 9. МЬ кашалота, метМЬ лошади и СМметМЬ.