Ферменты гемоглобина и миоглобина. Свойства гемоглобина в эритроцитах

Положение таких макромолекул как миоглобин (Мв) и гемоглобин (Нв) в обсуждаемой проблеме неоднозначно. С одной стороны, их взаимодействие с ксенобиотиками можно квалифицировать как неферментативные процессы. С другой стороны, если Нв катализирует НАДФН-зависимое окисление анилина и его производных, то такую реакцию можно отнести к ферментативной. Отметим, что наблюдаемое явление не является исключением в биохимии чужеродных соединений. Например, очищенный сывороточный альбумин человека катализирует гидролитическое расщепление эфиров, включая ацетилсалициловую кислоту. Скорость такой реакции не меняется при использовании ингибиторов холинэстеразы.
Следовательно все перечисленные белки, скорее всего, можно отнести к ферментомиметикам.

По своей структуре Мв и Нв относятся к гемопротеинам и выполняют главную физиологическую функцию — транспорт кислорода. Если Мв состоит из одной полипептидной цепи и гема, то Нв представлен двумя а- и двумя Р-цепочками.

В отличие от CYP, у которого пятое координационное положение порфирина занято цистеином, в молекулах Мв и Нв, также как у пероксидазы и каталазы, содержится остаток гистидина. Для мутантных Нв отмечена замена гистидина на тирозин.

Если пероксидаза, каталаза и CYP450 в функционирующем состоянии содержат гемин, то Мв и Нв — гем. В отсутствие кислорода они называются дезоксигемоглобином и дезоксимиоглобином, а в связанном с кислородом состоянии оксигемоглобином (Нв02) и оксимиоглобином (Мв02). Кислород в Нв02 в определенных условиях может замещаться такими нейтральными лигандами как СО (карбоксигемоглобин) или N0.

Все нейтральные лиганды связываются только с гемовой частью молекулы Нв. В тоже время белковая часть обеспечивает обратимое, без окисления железа (Fe2+—? Fe3+), связывание кислорода. Она также способствует регулированию этого процесса и освобождению кислорода.

гемоглобин

В некоторых случаях Мв и Нв могут превращаться в гемопротеины, содержащие железо в трехвалентном состоянии, т. е. окисляться. Окисленный Нв называют метгемоглобином (Met Нв), а нарушение — метгемоглобинемией.

Возможны, по крайней мере, три причины, обусловливающие образование Met Нв в эритроцитах:
1. Если в эритроцит попадает ксенобиотик, то в случае недостатка глутатиона (понижение скорости синтеза или нехватка глутатионпероксидазы) образуется перекись водорода, повреждающая Нв.

2. Самопроизвольное (автоокисление) Нв в процессе транспорта кислорода. Так ежедневно около 0,5 % Нв превращается в Met Нв. Предотвращает этот процесс гемоглобин-редуктаза. Аналогичную функцию выполняет система, использующая в качестве кофактора НАДФН.

3. Врожденные аномалии Нв. Их насчитывают пять и они характеризуются тем, что у каждого из них в области гемового кармана имеется замена аминокислоты, что создает предпосылку для процесса Fe2+ —? Fe3+.

Метгемоглобинемия может быть обусловлена и редкой врожденной недостаточностью метгемоглобин-редуктазы. В этом случае 25—40 % всего Нв может находиться в виде Met Нв, что сопровождается цианозом.

Представленные факты отражают только некоторые физико-химические свойства и функциональное состояние Мв и Нв, но они не раскрывают сути их действия в качестве ферментов окисляющих лекарства. В настоящее время выделяют несколько типов реакций в которых Мв и Нв могут генерировать активные формы кислорода: 1) автоокисление; 2) пероксидазные реакции; 3) монооксигеназные реакции; 4) реакции соокисления. Понятно, что процессы 2—4 носят несколько условное название.

- Читать далее "Автоокисление гемоглобина и миоглобина. Пероксидазные реакции гемоглобина"

Оглавление темы "Метаболизм лекарств":
1. Взаимодействия лекарств в клетке. Реакционная способность лекарств
2. Окисление лекарств. Железопорфириновые ферменты
3. Механизм действия пероксидаз. Катализ лекарственных препаратов
4. Каталазы клеток. Функции каталаз клеток
5. Ферменты гемоглобина и миоглобина. Свойства гемоглобина в эритроцитах
6. Автоокисление гемоглобина и миоглобина. Пероксидазные реакции гемоглобина
7. Гемоглобин и перекись водорода. Ферменты крови
8. Гемоглобин как терминальная оксидаза. Соокисление лекарственных препаратов
9. Органические гидроперекиси. Простагландины в метаболизме лекарств
10. Соокисление ксенобиотиков. Метаболиты окисления ксенобиотиков

Ждем ваших вопросов и рекомендаций: