14. Гемпротеины. Гемоглобин: структура и функции. Производные гемоглобина. Типы гемоглобина. Гликолизированный гемоглобин.

Гемоглобин: структура и функции: Гемоглобины – это белки, находящиеся в эритроцитах человека и позвоночных. Существование гемоглобина обусловленно плохой растворимостью О2 в воде (в крови).

Имеет четвертичную структуру. Молекулярная масса 66 – 68 дальтонов. Представляет соединение гема с белком глобином. Глобин имеет 4 полипептидные цепи

(субъединицы). Конформация протомеров напоминает таковую у миоглобина (состоят из 8 спиралей, плотная упаковка глобулы). Внутри глобулы содержится гидрофобное ядро и карман для связывания гема.

Выполняет 2 важные функции:

1. Перенос О2.

2. Перенос СО2, протонов в легкие для выведения из организма.

Производные гемоглобина:

Начальная стадия - дезоксигемоглобин обладает вакантной связью у атома железа. Она прицепляет молекулу кислорода – образуется оксигемоглобин. В молекуле гемоглобина поведение гемов согласованное (кооперативное).

Оксигемоглобин освобождается на 80% при четырехкратном перепаде давления кислорода за счет кооперативного взаимодействия протомеров гемоглобина.

Очень высоко сродство гемоглобина и СО (в 300 раз выше О2). При их взаимодействии образуется карбоксигемоглобин.

Действие окислителей (например, нитрита натрия) образует не способный связывать кислород метгемоглобин (трехвалентен). Вызывает кислородное голодание, но легко

связывает СN^- с образованием цианметгемоглобина, поэтому нитрит натрия применяется как антидот.

Возможно образование карбгемоглобина ( с СО2).

Типы гемоглобина: Четвертичная структура может состоять из разных цепей, поэтому выделяют различные виды гемоглобина:

А) Гемоглобин А – основной гемоглобин, составляет 98% общего числа гемоглобина. Тетрамер – 2α2β.

Б) Гемоглобин А₂ – почти 2% общего числа гемоглобина. Тетрамер – 2α2δ(2 – альфа – 2 - дельта).

В) Гемоглобин А_1с – модифицированный глюкозой гемоглобин А.

Г) Гемоглобин А₃ – имеет такие же цепи, что и гемоглобин А, но с некоторыми

изменениями в бета – цепях. Появляется при старении эритроцитов в небольших количествах.

Представленные виды гемоглобина (А, Б, В, Г) являются гемоглобинами взрослого человека.

Гемоглобины, синтезирующиеся в период внутриутробного развития плода:

Г) У эмбриона на ранних стадиях развития плода, в первые недели, когда в желточном мешке появляются очаги кроветворения, образуется HbP (примитивный гемоглобин).

Изначально встречается состоящий из 4 ε(эпсилон) – цепей Говер 1. Его сменяет Говер 2 (2 эпсилон – 2 альфа – цепи). Говер 2 сменяется HbF (фетальным гемоглобином) в тот

момент, когда заканчивается формирование печени и она начинает продукцию HbF.

Д) Гемоглобин F (фетальный). Тетрамер – 2 – альфа – 2 гамма (2α2γ). Синтезируется в

печени и костном мозге плода. После рождения постепенно замещается на гемоглобин А.

Помимо нормальных, физиологических видов гемоглобина (HbA, HbF и т.д.) встречаются аномальные - Hb Барта (4 гамма – цепи) , HbH (4 бета – цепи), HbS (при серповидно – клеточной анемии; глутаминовая кислота заменена валином).

Также выделяют следующие аномальные виды гемоглобина:

1. Гемоглобин Ривердейла – Бронкса.

2. Гемоглобин М – его формирование приводит к смерти, потому что он не способен связывать кислород.

3. Гемоглобин Кемпси - его образование приводит к анемии.

4. Гемоглобин Хаммерсмита - его образование приводит к анемии.

Гликолизированный гемоглобин: гемоглобин А_1с (ковалентными связями к нему

присоединяется глюкоза). Встречается в очень небольших количествах и у здорового человека, его уровень возрастает при сахарном диабете.