Məlumat

2,3-bisfofogliseratın (2,3-BPG) hemoglobinə təsiri

2,3-bisfofogliseratın (2,3-BPG) hemoglobinə təsiri


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

2,3-bisfofogliserat (2,3-BPG) hemoglobinə bağlandıqda, oksigenin təxminən 50% doymasını təmin etmək üçün daha yüksək qismən oksigen təzyiqinə ehtiyac var.

Bunun fizioloji əhəmiyyəti və onun molekulyar əsası nədir?

Bu, hemoglobinin oksigen dissosiasiya əyrisinə necə təsir edəcək və Bor effektini dəyişdirəcəkmi?

Redaktə ilə bağlı qeyd
Orijinal formada bu, bir il ərzində cavabsız qalan çox seçimli bir sual idi, ehtimal ki, pisləyənlər çox pisdir. Onun əhatə etdiyi mövzunun ümumi maraq doğurduğu düşünüldüyü üçün standart sual kimi yenidən işlənib hazırlanmışdır. Qeyd üçün, orijinal sual aşağıdakılardan hansının doğru olduğunu soruşdu: (1) qırmızı qan hüceyrələrində 2,3-BPG oksigen dissosiasiya əyrisinin sola sürüşməsinə səbəb olur. (2) 2,3-BPG-nin hemoglobinə bağlanması hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığını azaldır. (3) 2,3-BPG-nin hemoglobinə bağlanması Bor effektini azaldır. (4) 2,3-BPG olmadıqda, oksi-hemoqlobinin oksigeni boşaltma ehtimalı azdır. 'Doğru' cavab (2) kimi verildi, lakin poster (4) də düzgün olduğunu düşündü.


2,3-BPG olmadıqda və mövcud olduqda hemoglobin (Hb) üçün oksigen dissosiasiya əyrisi aşağıda (i)-də göstərilmişdir: Görünür ki, əyri sağa doğru dəyişib (MC-1 səhv) və oksigenə yaxınlıq açıq şəkildə azalıb, çünki eyni faiz doymasına nail olmaq üçün oksigenin daha yüksək konsentrasiyası (təzyiq) tələb olunur (MC-2 düzgün - və s.) Mən və @JM97 görə bildiyim qədər MC-4 variantıdır, posterlə razılaşırıq.

Bunun fizioloji əhəmiyyəti mənim başqa bir suala cavabımda ətraflı nəzərdən keçirilir, lakin bir sözlə, ağciyərlərdə aşağı təzyiqdə qəbul edilən (daha kiçik) oksigenin adekvat bir hissəsinin toxumalarda sərbəst buraxılmasını təmin edir (3). mənfi 4, müq. 1ʹ mənfi 2).

2,3-BPG təsiri ilə Bohr effekti arasındakı qarşılıqlı əlaqəni həll etmək üçün yuxarıda (ii) bəndində göstərilən hidrogen ionlarının (düşən pH) təsiri üçün müvafiq əyriləri nəzərdən keçirmək lazımdır (həmçinin buna mənim ətraflı cavabıma baxın). sual). Hidrogen ionlarının təsirinin olduğu görülə bilər oxşar 2,3-BPG-yə qədər. Bu ikisinin müstəqil (əlavə) təsiri ola bilərmi? Molekulyar tədqiqatlardan məlumdur ki, onlar həm müxtəlif mövqelərdə deoksi-hemoqlobinlə qarşılıqlı əlaqədə olurlar, həm də sabitləşdirirlər (aşağıda ii-ə baxın) və allosterik mexanizmin bir modelində tarazlığın gərginlikdən (deoksi-) dəyişməsi hesab edilə bilər. hemoglobinin rahat (oksi-) vəziyyəti: (i) Rahat vəziyyət (substrat/liqand bağlaya bilər) və gərgin vəziyyət arasında tetramerik zülalın allosterik tarazlığının ümumiləşdirilmiş diaqramı. Mənfi effektlər gərgin vəziyyətə üstünlük verir. (ii) Bunun hemoglobin üçün təsviri, burada H+ ionlar β-alt bölmələrin His-146-nı protonlaşdırır və 2,3-BPG iki β-alt bölmə arasında ion körpüləri əmələ gətirir.

Beləliklə, belə görünür ki, Bohr effekti hələ də 2,3-BPG effektini artıra bilər, lakin mən təsəvvür edərdim ki, bu artımın miqyası tarazlığın ilkin vəziyyətindən asılı olacaq və mən bunun əlavə olacağını gözləmirəm - mən ola bilərdim. səhv. (MC-3 düzgündür, yoxsa yox? Bir məktəb şagirdinin "düzgün" cavabı almadığı halda bilməsini gözləmək mümkün deyil. Ola bilsin ki, o, bu variantı "2,3-BPG effekti 2,3-BPG effekti ilə işləyirmi" kimi şərh etmək niyyətindədir. Bor effektinin əks istiqaməti”. İndi başa düşə bilərsiniz ki, mən MCQ-lərə niyə nifrət edirəm.)

Biblioqrafiya

Diaqramlar illər ərzində istifadə etdiyim müxtəlif mənbələrə əsaslanan özümə aiddir. Yazdıqlarımın düzgün olub-olmadığını yoxlamaq üçün oxucu onlayn olaraq bir çox hesablardan hər hansı birini, o cümlədən orijinal materiala istinadları olan aşağıdakıları yoxlamaq istəyə bilər:


Niyə 2/3 DPG yüksəklikdə artır?

Müvafiq olaraq, əsas rolu 2,3-dənDPG dəyişmək yüksək hündürlükdə (həmçinin turşu-qələvi pozğunluqlarında) insan qanının oksigen dissosiasiya əyrisini saxlamaqdır. saat (və ya yaxın) orijinal mövqeyi. Bu nəticə, görünür, istirahət edən insan üçün keçərlidir yüksəkliklərdə 7000 m-ə qədər.

Bir də soruşa bilərsiniz ki, 2/3 DPG-nin funksiyası nədir? &hellipthe qan), karbon qazı və 2,3-difosfogliserat (2,3-DPG oynayan qırmızı qan hüceyrələrində bir duz a rolu periferik qan dövranında hemoglobindən oksigeni azad etməkdə). Bu maddələr oksigen bağlayan yerlərdə hemoglobinə bağlanmır.

Eynilə, soruşulur ki, niyə yüksək hündürlükdə Bpg artır?

2,3 Bifosfogliserat (2,3-BPG) hemoglobinin T- (dartılmış oksigenlə əlaqəsi olmayan) formasını stabilləşdirir və bununla da onun oksigenə bağlanma yaxınlığını azaldır. 2,3-BPG yaşayan insanlarda yüksək olduğu təsbit edilir yüksək hündürlüklər. Bununla birlikdə, hemoglobin məzmunu da artır belə ki daha yüksək miqdarda oksigen tutula bilir.

Hündürlük bədəninizə necə təsir edir?

İlk bir neçə saat ərzində hündürlük məruz qalma, su itkisi də artır, bu da dehidrasiya ilə nəticələnə bilər. Hündürlük da artıra bilər sənin yatırarkən maddələr mübadiləsi sənin iştaha, yəni neytral enerji balansını qorumaq üçün hiss etdiyinizdən daha çox yemək məcburiyyətində qalacaqsınız.


Bpg hemoglobinə harada bağlanır?

Sualınızın tam cavabına burada baxın. Eynilə, Bpg nə ilə bağlıdır?

Qlikoliz və Qlükoneogenez 2,3-BPG bağlanır hemoglobinin T (dartılmış) vəziyyətinin beta alt bölməsi, deoksihemoqlobinin daha az aktiv forması. Daha böyük yaxınlıq 2,3-BPG hemoglobin üçün oksihemoqlobinə nisbətən oksigenləşdirilmiş hemoglobinə oksigeni ehtiyacı olan toxumalara, məsələn, ağciyərlərə buraxmağa imkan verir.

Yuxarıdakılardan başqa, neçə Bpg molekulu hemoglobinə bağlanır? 2,3-BPG T vəziyyətini sabitləşdirmək üçün tetramerin mərkəzində hemoglobinə bağlanır (məsələn, əzələ toxumalarında).

Bununla əlaqədar olaraq, CO2 hemoglobinə harada bağlanır?

İkinci, karbon qazı bağlana bilər plazma zülallarına və ya bacarmaq qırmızı qan hüceyrələrinə daxil olur və hemoglobinə bağlanır. Bu forma təxminən yüzdə 10-u nəql edir karbon qazı. Nə vaxt karbon qazı hemoglobinə bağlanır, karbaminohemoqlobin adlı bir molekul əmələ gəlir. Bağlama of karbon qazı üçün hemoglobin geri çevrilə biləndir.

2/3 bpg hemoglobinə necə təsir edir?

yığılması 2,3-BPG yaxınlığını azaldır hemoglobin oksigen üçün. Yüksək enerji tələbatı olan toxumalarda oksigen sürətlə istehlak olunur ki, bu da H+ və karbon qazının konsentrasiyasını artırır. Bohr vasitəsilə təsiri, hemoglobin ehtiyacı olan hüceyrələri təmin etmək üçün daha çox oksigen buraxmağa səbəb olur.


Fizioloji və patoloji hipoksiya altında eritrositlərin adaptiv metabolik yenidən proqramlaşdırılması

Baxışın məqsədi: Eritrosit bədənimizdə ən çox rast gəlinən hüceyrə növüdür, həm daşıyıcı, həm də oksigen (O2) sensoru kimi çıxış edir. Eritrosit O2 ötürmə qabiliyyəti mürəkkəb metabolik nəzarətlə incə şəkildə tənzimlənir. Son illərdə qərəzsiz və möhkəm insan metabolomikası skrininqi və siçanların genetik tədqiqatları yüksək hündürlükdə normal insanlarda və oraq hüceyrə xəstəliyi (SCD) və xroniki böyrək xəstəliyi kimi hipoksiya ilə üzləşən xəstələrdə eritrositlərin hipoksik metabolik yenidən proqramlaşdırılmasının differensial rolunu ortaya qoyan qabaqcıl eritroid tədqiqatlarına malikdir. (CKD). Burada son irəliləyişləri ümumiləşdirir və potensial terapevtik imkanları vurğulayırıq.

Son tapıntılar: İlkin tədqiqatlar göstərdi ki, yüksək həll olunan CD73 (sCD73, AMP-ni adenozinə çevirir) A2B adenozin reseptorunu (ADORA2B) aktivləşdirən dövran edən adenozinin artması ilə nəticələnir. Bu ox vasitəsilə siqnal sfinqozin-1-fosfatın (S1P) eritrositlərə xas sintezi ilə birgə gücləndirilir. Nəhayət, bu mexanizmlər hemoglobinə --O2-ə bağlanma yaxınlığını azaldan eritrositlərə xas allosterik modulyator olan 2,3-bifosfogliseratın (2,3-BPG) əmələ gəlməsini təşviq edir və beləliklə, deoksigenləşdirilmiş oraq Hb (deoksiHbS), polimerləşməni induksiya edir. , SCD-də oraq, xroniki iltihab və toxuma zədələnməsi. SCD kimi, yüksək hündürlüyə qalxan insanlarda plazma adenozin və eritrosit S1P yüksəlir. Yüksək hündürlükdə bu iki metabolit eritrositlərin metabolik yenidən proqramlaşdırılmasını və 2,3-BPG sintezini stimullaşdırmaq üçün faydalıdır və beləliklə, hipoksik toxuma zədələnməsinin qarşısını almaq üçün O2 çatdırılmasını artırır. Sonrakı tədqiqatlar göstərdi ki, eritrosit tarazlıq nükleozid daşıyıcısı 1 (eENT1) yüksək hündürlükdə insanlarda və hipoksiya altında olan siçanlarda plazma adenozinə nəzarət edən əsas punerjik hüceyrə komponentidir və əvvəlki hipoksiya səbəbindən yenidən qalxdıqda plazma adenozinin daha sürətli və daha yüksək yüksəlməsinin əsasını təşkil edir. -eENT1-in induksiya edilmiş deqradasiyası. Daha yeni tədqiqatlar, CKD-də eritrosit ADORA2B vasitəçiliyi ilə 2,3-BPG istehsalının faydalı rolunu nümayiş etdirdi.

Xülasə: Birlikdə götürüldükdə, bu tapıntılar yüksək hündürlükdə normal insanlarda və XBH olan xəstələrdə və SCD olan xəstələrdə eritrositlərin hipoksik metabolik yenidən proqramlaşdırılmasının diferensial rolunu ortaya qoydu və dərhal bu qruplar arasında hipoksiyanın qarşısını almaq üçün differensial və dəqiq müalicələr təklif etdi.


Fosfat yüklənməsinin eritrosit 2,3-bifosfogliserat səviyyələrinə təsiri

Fon: Fosfat əlavəsi eritrosit 2,3-bifosfogliserat səviyyələrini ([2,3-BPG]) artırmaqla atletik performansı artırmaq və beləliklə, hemoglobindən oksigenin boşalmasını yaxşılaşdırmaq üçün istifadə edilmişdir. Fosfat yüklənməsinin həm məşq performansına, həm də eritrosit [2,3-BPG] üzərində iddia edilən təsirləri uyğunsuzdur və [2,3-BPG]-də hər hansı dəyişikliyin əsası məlum deyil.

Metodlar: 12 sağlam subyektdən venoz qan nümunələrində plazma qeyri-üzvi fosfat konsentrasiyasını ([P(i)]) və eritrosit [P(i)] və [2,3-BPG] təhlil etdik. 7 günlük fosfat yüklənməsindən sonra bu subyektlərdən beşinin bir hissəsini yenidən nəzərdən keçirdik.

Nəticələr: Plazma [P(i)] ilə eritrosit [P(i)] (r(2)=0.51, p=0.009) və eritrosit [P(i)] ilə [2,3-BPG] arasında əhəmiyyətli müsbət korrelyasiya var idi. (r(2)=0,68, p<0,001). Fosfat yüklənməsindən sonra plazmada [P(i)] (1,02+/-0,22-dən 1,29+/-0,15 mmol/l (orta+/-SD), p=0,03) 30% artım və 25% artım müşahidə edilmişdir. eritrosit [2,3-BPG] (6,77+/-1,12 - 9,11+/-1,87 mmol/l hüceyrələr, p=0,03). [2,3-BPG] və plazma [P(i)] arasında heç bir əlaqə yoxdur.

Nəticələr: Fosfat yüklənməsi həm plazma, həm də eritrosit fosfat hovuzlarını artırır və [2,3-BPG] artımı, ehtimal ki, [P(i)] hüceyrə artımının nəticəsidir.


2,3-difosfogliseratın iştirakı ilə hemoglobinin oksigenləşməsi. Temperatur, pH, ion gücü və hemoglobin konsentrasiyasının təsiri

Məqalə Baxışları 2008-ci ilin Noyabr ayından (həm PDF, həm də HTML) bütün qurumlar və fərdlər üzrə tam mətnli məqalə yükləmələrinin ƏQSƏ uyğun olan cəmidir. Bu göstəricilər son bir neçə günə olan istifadəni əks etdirmək üçün müntəzəm olaraq yenilənir.

Sitatlar Crossref tərəfindən hesablanmış və gündəlik yenilənən bu məqaləyə istinad edilən digər məqalələrin sayıdır. Crossref sitat sayları haqqında daha çox məlumat əldə edin.

Altmetrik Diqqət Pulu tədqiqat məqaləsinin onlayn olaraq aldığı diqqətin kəmiyyət ölçüsüdür. Pişi işarəsinə klikləməklə, altmetric.com saytında verilən məqalə üçün xal və sosial media varlığı haqqında əlavə təfərrüatlar olan bir səhifə yüklənəcək. Altmetrik Diqqət Hesabı və balın necə hesablanması haqqında daha çox məlumat əldə edin.

Qeyd: Xülasə əvəzinə bu məqalənin birinci səhifəsidir.


Hemoqlobin

Eritrositlərdə üzvi fosfatların funksiyası, metabolizması və tənzimlənməsi

2,3-DPG, ATP, inositol hexaphosphate (IHP) və digər üzvi fosfatlar hemoglobinə bağlanır və onun oksigenə olan yaxınlığını azaldır. Quşların eritrositlərindəki əsas üzvi fosfat olan İHP bu birləşmələr arasında ən mənfi yüklüdür və ən sıx bağlanır, lakin insan qırmızı hüceyrələrində tapılmır.

Eritrositlərdə 2,3-DPG səviyyələri hemoglobinin oksigenləşməsini tənzimləməyə kömək edir (Şəkil 28-7). P.-də oksigenin boşaldılmasıO2 toxuma kapilyarlarında 2,3-DPG artır və onun konsentrasiyasında kiçik dəyişikliklər oksigenin sərbəst buraxılmasına əhəmiyyətli təsir göstərə bilər. Eritrositdə üstünlük təşkil edən pH-da 2,3-DPG molekulunun xalis yükü -5-dir. İkisi arasındakı bağlayıcı yer β hemoglobin zəncirlərində hər bir zəncirin Va11, His2, Lys82 və His143 tərəfindən təmin edilən səkkiz müsbət yüklü amin turşusu qalıq yan zəncirləri var (Şəkil 28-8). Bu qalıqlar məməlilərin hemoglobinlərində yüksək dərəcədə qorunub saxlanılır ki, bu da onların normal hemoglobin funksiyası üçün əhəmiyyətini göstərir. Plasental məməlilərdə döl oksigeni ana qan dövranından, plasentadan keçərək, fetus dövranına diffuziya yolu ilə alır. Oksigen axınının adekvat olmasını təmin etmək üçün fetal hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığını artırmaqla anadan fetusa təzyiq gradienti artırılır. Bu, fetal qan dövranında oksigenin qismən təzyiqini azaldır və bununla da transplasental diffuziya sürətini artırır.

ŞƏKİL 28-7. 2,3-bifosfogliseratın (2,3-DPG) hemoglobinin oksigenlə doyma əyrisinə təsiri. Qeyd edək ki, 2,3-DPG hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığını azaldır.

ŞƏKİL 28-8. Yan zəncirlərin sxematik təsviri β 2,3-DPG-yə bağlanmada iştirak edən insan hemoglobinin alt bölmələri. Bağlayıcı boşluq səkkiz müsbət yüklə örtülmüşdür (hər birindən dördü). β subunit) 2,3-DPG-də beş mənfi yüklə reaksiya verir. Fetal hemoglobin 2,3-DPG-ni ananın hemoglobinə nisbətən daha az sıx bağlayır, çünki onun γ zəncirlər (müqabili β-zəncirlər) tərkibində Ser at γl43 Onun yerinə βl43.

Fərqli növlər müxtəlif yollarla transplasental diffuziyanı artırır. İnsanlarda və digər primatlarda yetkin hemoglobinin tərkibində iki var α və iki β zəncir, fetal hemoglobində isə iki α və iki γ zəncirlər. Baxmayaraq ki, amin turşularının ardıcıllığı βγ zəncirlər oxşardır, onlar 2,3-DPG bağlama sahəsinin bir hissəsi olan 143-cü mövqedə fərqlənirlər. İçində γ zəncir, Hisl43 Ser ilə əvəz olunur, beləliklə 2,3-DPG bağlama yerində yükü +8-dən +6-ya endirir. Beləliklə, 2,3-DPG, fetal hemoglobinə daha az sıx bağlanır, bununla da oksigen yaxınlığı eyni 2,3-DPG konsentrasiyasında HbA-ya nisbətən artır. Beləliklə, fetal primatlardakı eritrositlər, 2,3-DPG konsentrasiyasının yetkin eritrositlərdəkinə bərabər olmasına baxmayaraq, ananın qırmızı qan hüceyrələrinə nisbətən daha yüksək oksigen yaxınlığına malikdir və anadan fetusa oksigen nəqlinə imkan verir.

At, it, donuz və qvineya donuzu da daxil olmaqla digər məməlilərdə fetal hemoglobin struktur olaraq yetkin hemoglobindən fərqlənmir və transplasental diffuziya fetal eritrositlərdə 2,3-DPG konsentrasiyasının azalması ilə asanlaşdırılır. Ruminantlarda hemoglobin 2,3-DPG-ni bağlamır, çünki β zəncirlər bir-birindən çox uzaqdır. Bununla belə, gövşəyən heyvanlarda dölün hemoglobinin digər struktur fərqlərinə görə böyüklərin hemoglobindən daha yüksək oksigenə yaxınlığı var. Dölə oksigen nəqli ehtiyacı probleminə bu üç fərqli həll nümunəsidir konvergent təkamül.

İnsanlarda 2,3-DPG qırmızı hüceyrədə ən bol olan fosfat birləşməsidir. Onun konsentrasiyası 5 mmol/L-dir, hemoqlobin tetramerinin konsentrasiyası ilə təxminən eynidir. ATP konsentrasiyası da yüksəkdir, 1,3 mmol/L. ATP hemoqlobinə 2,3-DPG ilə təxminən eyni yaxınlığa malik olsa da, oksigen yaxınlığına az təsir göstərir, çünki o, əsasən hemoglobinə zəif bağlanan ATP-Mg 2+ şəklində mövcuddur. 2,3-DPG qlikolizdə aralıq olan 1,3-bifosfogliseratın yenidən təşkili ilə əmələ gəlir (Fəsil 13). Bifosfogliserat mutazasının kataliz etdiyi yenidən təşkili kofaktor kimi 3-fosfogliseratı tələb edir və 2-fosfogliserat tərəfindən allosterik olaraq stimullaşdırılır (Şəkil 28-9). Qeyri-üzvi fosfat mənfi allosterik dəyişdirici kimi görünür. 2,3-DPG həm də qlikolizin fosfogliserat mutazasının kofaktorudur. Bifosfogliserat fosfataza 2,3-DPG-ni 3-fosfogliserata çevirir. Eyni elektroforetik və xromatoqrafik nümunələr və iki fəaliyyətin kopurifikasiyası bifosfogliserat mutaza və fosfataz üçün katalitik yerlərin eyni zülalda yerləşə biləcəyini göstərir. Bu fərziyyə, qırmızı qan hüceyrələrində həm bifosfogliserat mutaza, həm də fosfataz fəaliyyəti olmayan 2,3-DPG-nin son dərəcə aşağı intraeritrositar konsentrasiyası olan bir fərdin hesabatı ilə dəstəklənir. Fosfogliserat mutazası üçün kofaktor rolunu oynayan və qlikolizin davam etməsinə imkan verən 2,3-DPG-nin iz miqdarı mövcud idi. 2,3-DPG çatışmazlığı toxumalara oksigen çatdırılmasını azaldır və yüngül eritrositoz meydana gətirir. Hemoliz yox idi və pozğunluq klinik olaraq səssiz idi. Piruvat kinaz çatışmazlığı olan xəstələrdə 2,3-DPG normadan yuxarı, heksokinaza çatışmazlığı olan xəstələrdə isə normadan aşağıdır. Müvafiq eritropoetik reaksiyalar hər iki növdə müşahidə olunur (aşağıya bax). Qırmızı hüceyrədə 2,3-DPG konsentrasiyası 12 saatdan az müddətdə 15-25% dəyişə bilər. Ən çox ehtimal olunan mexanizmlər aşağıda ümumiləşdirilmişdir.

ŞƏKİL 28-9. Eritrositlərdə 2,3-bifosfogliseratın (2,3-DPG) əmələ gəlməsi. 2,3-DPG-nin əmələ gəlməsi qlikolizin əsas yolundan bir şunt kimi baş verir və əks halda ATP-nin formalaşmasında istifadə oluna biləcək sərbəst enerji istifadə olunur. ⊕ Müsbət allosterik dəyişdirici ⊖ mənfi allosterik dəyişdirici Pi, qeyri-üzvi fosfat.

2,3-DPG-nin deoksihemoqlobinə bağlanması digər reaksiyalarda iştirak etmək üçün mövcud olan sərbəst 2,3-DPG miqdarını azaldır və 1,3-bifosfogliserat hesabına 2,3-DPG sintezinin artmasına səbəb olur. Hemoqlobinin oksigen doymasında azalma eyni şəkildə hərəkət edə bilər.

İntraeritrositik pH 2,3-DPG konsentrasiyasına təsir göstərir. PH-ın azalması əvvəlki paraqrafda təsvir olunduğu kimi fəaliyyət göstərən deoksihemoqlobinin konsentrasiyasını artırmaqla bağlı 2,3-DPG miqdarını artırır. PH artımı 2,3-DPG də daxil olmaqla bütün qlikolitik ara məhsulların konsentrasiyasını artırmağa meylli olan qlikolizi stimullaşdırır. Fizioloji diapazonda pH-ın azalması da bifosfogliserat mutazasının aktivliyini azaldır və bifosfogliserat fosfatazanın aktivliyini artırır.

Eritrositlər yaşlandıqca in vivo, onların oksigenə yaxınlığı artır. Gənc qırmızı hüceyrələrdə 2,3-DPG konsentrasiyası köhnə qırmızı hüceyrələrdən daha yüksəkdir. Bu, bifosfogliserat mutaza və fosfatazanın fəaliyyətində ümumi dəyişikliyi əks etdirə bilər. Eritrositlər zülalları sintez edə bilmədiyi üçün təsirsiz hala salınmış fermentlər əvəz edilə bilməz.

2,3-DPG səviyyələri üzərində genetik nəzarət də ola bilər. Eritrositlərdə ATP konsentrasiyası irsi nəzarət altındadır və başlıqlı siçovullarda ATP və 2,3-DPG səviyyələri genetik olaraq təsirlənir. Bununla belə, bu tapıntı sürətli, qısamüddətli, adaptiv dəyişikliklərin yaradılmasında heç bir əhəmiyyət kəsb etməyə bilər.

Bu proseslər 2,3-DPG konsentrasiyalarına birbaşa təsir edən son mərhələ nəzarətləridir. Bu son addımları tetikleyen əsas stimullara aşağıdakılar daxildir:

O.-nun çatdırılması azalıb2 anemiya, hündürlük, ürək çatışmazlığı və ya ağciyər xəstəliyi nəticəsində toxumalara.

Tiroksin (bifosfogliserat mutazasını birbaşa stimullaşdıra bilər), androgenlər (qismən eritropoezi artıraraq hərəkət edir) və digər hormonlar.

2,3-DPG-nin intraeritrositar konsentrasiyasını azaldan polisitemiya.

Keçid olub olmadığı O2-2,3-DPG konsentrasiyasında dəyişiklikləri müşayiət edən dissosiasiya əyrisi faydalıdır, əsasən arterial qanın oksigenlə doymasından asılıdır. 2,3-DPG konsentrasiyası eyni xəstəliyi olan xəstələr arasında geniş şəkildə dəyişə bilər. Məsələn, ağır ağciyər xəstəliklərində 2,3-DPG konsentrasiyasının artması eritrositlərin depressiya istehsalı ilə leykemiyada 0% -dən 100% -ə qədər, dəmir çatışmazlığında 20-150% yüksəlmələr baş verir, 40% -dən 75% -ə qədər yüksəlir. %.

2,3-DPG və daha az dərəcədə ATP konsentrasiyası bir çox qan bankları tərəfindən istifadə edilən turşu-sitrat-dekstroza (ACD) mühitində hətta bir neçə gün saxlanılan qanda sürətlə azalır. Nəticədə oksigenə yaxınlıq artır və köçürülən qanın toxumaları oksigenlə təmin etmək qabiliyyəti azalır. Belə qan alan könüllülərdə 6-24 saat ərzində normala dönməyən oksigenə yaxınlıq artmışdır. Bu dəyişikliklərin terapevtik əhəmiyyəti aydın deyil. Ən böyük təsirlər təxminən 6 saat ərzində çoxsaylı transfuziyalar alan xəstələrdə baş verməlidir ki, onların dövran edən eritrositlərinin əhəmiyyətli bir hissəsi oksigenə yaxınlığı artırsın.

Ənənəvi olaraq, qırmızı qan hüceyrələrinin sağ qalması saxlanılan qanın keyfiyyətinin əsas meyarı olmuşdur. Bununla belə, hüceyrənin sağ qalması mütləq adekvat üzvi fosfat səviyyəsinin saxlanmasına uyğun gəlmir. Üzvi fosfatların bu metabolik itkisinin qarşısını almaq üçün lazım olan saxlama mühitinin tərkibinə dair araşdırmalar aşağıdakıları göstərir:

Sitrat-fosfat-dekstroz (CPD) mühiti üzvi fosfat səviyyələrini saxlamaq və P-nin azalmasının qarşısını almaq üçün ACD-dən daha yaxşıdır.50, yəqin ki, CPD-nin daha yüksək pH olması ilə əlaqədardır. 1971-ci ildə ABŞ-da qan banklarının 90%-i ACD-dən, 1975-ci ilə qədər isə yalnız 10%-i CPD-dən istifadə edirdi, bunun əksi doğru idi. Hüceyrələrin saxlama müddəti hər iki mühit üçün eynidir (21 gün), lakin CPD-də saxlanılan hüceyrələr transfuziya edildikdə fizioloji cəhətdən daha yaxşı işləyir.

İnozin ilə əlavə riboza 1-fosfat tədarükü yaradır və 2,3-DPG-yə metabolizə oluna bilən potensial qlikoliti substratı təmin edir. Piruvat və fruktoza oksidləşmiş NAD+ ehtiyatını saxlamağa kömək edir, inozinin təsirini gücləndirir. Bu modifikasiya böyük miqdarda inozin tərkibli qanın köçürülməsi nəticəsində yaranan hiperurikemiya ehtimalına qarşı balanslaşdırılmalıdır (Fəsil 27).

Dihidroksiaseton fosfat ilə əlavə hiperurikemiya riski olmadan glikolitik substrat təmin edə bilər.


İçindəkilər

Hemoqlobin (Hb) qanda oksigeni daşıyan əsas vasitədir. Hər bir hemoglobin molekulu dörd oksigen molekulunu daşımaq qabiliyyətinə malikdir. Bu oksigen molekulları hem protez qrupunun dəmirinə bağlanır. [1]

Hemoqlobində nə bağlı oksigen, nə də bağlı karbon dioksid varsa, o, bağlanmamış konformasiyaya (forma) malikdir. Birinci oksigen molekulunun bağlanması hemoglobinin şəklində dəyişikliyə səbəb olur ki, bu da onun digər üç oksigen molekuluna bağlanma qabiliyyətini artırır.

Həll edilmiş karbon dioksidin iştirakı ilə qanın pH-ı dəyişir, bu, hemoglobinin şəklində başqa bir dəyişikliyə səbəb olur ki, bu da onun karbon dioksidi bağlamaq qabiliyyətini artırır və oksigeni bağlamaq qabiliyyətini azaldır. İlk oksigen molekulunun itirilməsi və ilk karbon dioksid molekulunun bağlanması ilə başqa bir forma dəyişikliyi baş verir ki, bu da oksigeni bağlamaq qabiliyyətini daha da azaldır və karbon qazını bağlamaq qabiliyyətini artırır. Hemoqlobinə bağlı oksigen qan plazmasına buraxılaraq toxumalara sorulur, toxumalarda olan karbon qazı isə hemoglobinə bağlanır.

Ağciyərlərdə bu prosesin əksi baş verir. İlk karbon dioksid molekulunun itirilməsi ilə forma yenidən dəyişir və digər üç karbon qazının sərbəst buraxılmasını asanlaşdırır.

Oksigen də qan plazmasında həll olunmuş, lakin daha az dərəcədə daşınır. Hemoqlobin qırmızı qan hüceyrələrində olur. Hemoqlobin, toxumalarda olduğu kimi, karbon turşusu mövcud olduqda bağlı oksigeni buraxır. Karbon qazının əmələ gəldiyi kapilyarlarda hemoglobinə bağlı oksigen qan plazmasına buraxılır və toxumalara sorulur.

İstənilən vaxt bu tutumun nə qədər oksigenlə doldurulması oksigenlə doyma adlanır. Faizlə ifadə edilən oksigenlə doyma, hemoglobinə bağlı oksigen miqdarının hemoglobinin oksigen daşıma qabiliyyətinə nisbətidir. Hemoqlobinin oksigen daşıma qabiliyyəti qanda mövcud olan hemoglobinin növü ilə müəyyən edilir. İstənilən vaxt hemoglobinə bağlanan oksigenin miqdarı, əsasən, hemoglobinin məruz qaldığı oksigenin qismən təzyiqi ilə əlaqədardır. Ağciyərlərdə, alveol-kapilyar interfeysdə oksigenin qismən təzyiqi adətən yüksək olur və buna görə də oksigen mövcud olan hemoglobinə asanlıqla bağlanır. Qan oksigenin qismən təzyiqinin daha az olduğu digər bədən toxumalarına dolandığı üçün, hemoglobin oksigeni toxumaya buraxır, çünki aşağı oksigen qismən təzyiqləri olduqda hemoglobin oksigenin tam bağlı tutumunu saxlaya bilmir.

Əyri adətən ən yaxşı şəkildə belə bir düsturdan istifadə edərək sigmoid süjetlə təsvir edilir:

Bir hemoglobin molekulu geri çevrilən bir üsulla dörd oksigen molekulunu bağlaya bilər.

Əyrinin forması bağlı oksigen molekullarının daxil olan molekullarla qarşılıqlı təsirindən yaranır. Birinci molekulun bağlanması çətindir. Bununla belə, bu, ikinci, üçüncü və dördüncü birləşmənin bağlanmasını asanlaşdırır, bu, bir oksigen molekulunun bağlanması nəticəsində yaranan hemoglobin molekulunun strukturunda induksiya edilmiş konformasiya dəyişikliyi ilə əlaqədardır.

Ən sadə formada oksihemoqlobinin dissosiasiya əyrisi oksigenin qismən təzyiqi (x oxu) və oksigenlə doyma (y oxu) arasındakı əlaqəni təsvir edir. Ardıcıl oksigen molekulları bağlandıqca hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığı artır. Oksigenin qismən təzyiqi artdıqca daha çox molekul bağlanır, maksimum bağlana bilən məbləğə çatır. Bu həddə yaxınlaşdıqca, çox az əlavə bağlanma baş verir və hemoglobin oksigenlə doyduqca əyri düzlənir. Beləliklə, əyri siqmoidal və ya S formasına malikdir. Təxminən 60 mmHg-dən yuxarı təzyiqlərdə standart dissosiasiya əyrisi nisbətən düzdür, bu o deməkdir ki, qanın oksigen tərkibi hətta oksigen qismən təzyiqində böyük artımlarla belə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmir. Dokuya daha çox oksigen əldə etmək üçün hemoglobin sayını (və deməli, oksigen daşıma qabiliyyətini) artırmaq üçün qan köçürülməsi və ya plazmada həll olunan oksigeni artıracaq əlavə oksigen tələb olunur. Təxminən 50 mmHg təzyiqlərdə oksigenin hemoglobinə bağlanması müəyyən dərəcədə davam etsə də, əyrinin bu dik sahəsində oksigen qismən təzyiqləri azaldıqca, hemoglobinin yaxınlığı azaldıqca oksigen asanlıqla periferik toxumaya yüklənir. Hemoqlobinin 50% doyduğu qanda oksigenin qismən təzyiqi, adətən sağlam insan üçün təxminən 26,6 mmHg (3,5 kPa) P kimi tanınır.50. P50 hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığının şərti ölçüsüdür. Hemoqlobinin oksigenə yaxınlığını dəyişdirən və nəticədə əyrini sağa və ya sola sürüşdürən xəstəlik və ya digər şərtlər olduqda, P50 uyğun olaraq dəyişir. Artan P50 standart əyrinin sağa sürüşməsini göstərir, yəni 50% oksigen doymasını saxlamaq üçün daha böyük qismən təzyiq lazımdır. Bu, yaxınlığın azaldığını göstərir. Əksinə, daha aşağı P50 sola sürüşməni və daha yüksək yaxınlığı göstərir.

Oksihemoqlobinin dissosiasiya əyrisinin "plato" hissəsi ağciyər kapilyarlarında mövcud olan diapazondur (p(O) qədər daşınan oksigenin minimal azalması2) 50 mmHg düşür).

Oksihemoqlobinin dissosiasiya əyrisinin 'sıldırım' hissəsi sistem kapilyarlarında mövcud olan diapazondur (sistemik kapilyar p(O) kiçik bir düşmə2) metabolik aktiv hüceyrələr üçün böyük miqdarda oksigenin sərbəst buraxılması ilə nəticələnə bilər).

Hemoqlobindən oksigeni çıxararkən/əlavə etdikdə hər bir ardıcıl oksigenin nisbi yaxınlığını görmək üçün p(O)-dakı nisbi artım/azalmanı müqayisə edin.2) s-də müvafiq artım/azalma üçün lazımdır (O2). 69

Oksigenin hemoglobinə bağlanma gücü bir neçə faktordan təsirlənir. Bu amillər oksihemoqlobinin dissosiasiya əyrisini dəyişdirir və ya yenidən formalaşdırır. Sağa sürüşmə, öyrənilən hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığının azaldığını göstərir. Bu, hemoglobinin oksigenə bağlanmasını çətinləşdirir (eyni oksigen doymasına nail olmaq üçün oksigenin daha yüksək qismən təzyiqi tələb olunur), lakin hemoglobinin ona bağlı olan oksigeni sərbəst buraxmasını asanlaşdırır. Əyrinin bu sağa sürüşməsinin təsiri, ən çox ehtiyac duyulduğunda, məsələn, məşq zamanı və ya hemorragik şok zamanı toxumalarda oksigenin qismən təzyiqini artırır. Bunun əksinə olaraq, əyri bu şərtlərin əksi ilə sola sürüşür. Bu sola sürüşmə onu göstərir ki, tədqiq olunan hemoglobinin oksigenə daha çox yaxınlığı var, beləliklə, hemoglobin oksigeni daha asan bağlayır, lakin onu daha istəksiz şəkildə boşaldır. Əyrinin sola sürüşməsi hemoglobinin oksigenə (məsələn, ağciyərlərdə) artan yaxınlığının əlamətidir. Eynilə, sağa sürüşmə, ya bədən istiliyində, hidrogen ionlarında, 2,3-bifosfogliserat (2,3-BPG) konsentrasiyasında və ya karbon dioksid konsentrasiyasında artımla göründüyü kimi, azalmış yaxınlıq göstərir.

Nəzarət amilləri Dəyişmək Əyrinin yerdəyişməsi
Temperatur
2,3-BPG
pCO2
Turşuluq [H +]

  • Sol sürüşmə: daha yüksək O2 qohumluq
  • Sağa sürüşmə: aşağı O2 qohumluq
  • fetal hemoglobin daha yüksək O-ya malikdir2 Yetkin hemoglobinə nisbətən yaxınlıq, ilk növbədə 2,3-bifosfogliserata çox azaldılmış yaxınlıq səbəbindən.

Mnemonikadan istifadə edərək sağa sürüşmənin səbəblərini xatırlamaq olar "CADET, sağ üz!" üçün CO2, Acid, 2,3-DPG, [Qeyd 1] Eməşq və Timperatorluq. [2] Oksigen dissosiasiya əyrisini sağa doğru hərəkət etdirən amillər toxumaların daha çox oksigenə ehtiyac duyduğu fizioloji vəziyyətlərdir. Məsələn, məşq zamanı əzələlər daha yüksək maddələr mübadiləsi sürətinə malikdir və nəticədə daha çox oksigenə ehtiyac duyur, daha çox karbon qazı və laktik turşu istehsal edir və onların temperaturu yüksəlir.

PH Edit

PH azalması (H + ion konsentrasiyasının artması) standart əyrini sağa, artım isə sola sürüşdürür. Bu, daha yüksək H + ion konsentrasiyasında Histidin 146 kimi müxtəlif amin turşusu qalıqlarının əsasən protonlanmış formada mövcud olması və T vəziyyətində deoksihemoqlobini sabitləşdirən ion cütləri yaratmağa imkan verməsi ilə əlaqədardır. [3] T vəziyyətinin R vəziyyətindən daha az oksigenə yaxınlığı var, ona görə də artan turşuluqla hemoglobin daha az O ilə bağlanır.2 verilmiş P üçünO2 (və daha çox H +). Bu Bohr effekti kimi tanınır. [4] Azaldılmış pH səbəbindən hemoglobinin oksigenə ümumi bağlama qabiliyyətinin azalması (yəni əyrinin sağa yox, aşağı sürüşməsi) kök effekti adlanır. Bu sümüklü balıqlarda müşahidə olunur. Hemoqlobinin O-ya bağlanma yaxınlığı2 nisbətən yüksək pH altında ən böyükdür.

Karbon qazı Redaktə edin

Karbon qazı əyriyə iki şəkildə təsir edir. Birincisi, CO2 yığılması, karbaminohemoqlobin əmələ gətirən hemoglobinə bağlanan kimyəvi qarşılıqlı təsirlər vasitəsilə karbamino birləşmələrinin əmələ gəlməsinə səbəb olur. CO2 Allosterik tənzimləmə hesab olunur, çünki inhibe hemoglobinin bağlanma yerində baş vermir. [5] İkincisi, bikarbonat ionunun əmələ gəlməsi səbəbindən hüceyrədaxili pH-a təsir göstərir. Karbaminohemoqlobinin əmələ gəlməsi ion cütlərinin əmələ gəlməsi ilə T dövlət hemoglobini sabitləşdirir. [3] Ümumi CO-nun yalnız təxminən 5-10%-i2 Qanın tərkibi karbamin birləşmələri şəklində, (80-90%) isə bikarbonat ionları şəklində daşınır və az miqdarda plazmada həll olunur. Bikarbonat ionunun əmələ gəlməsi plazmaya bir proton buraxacaq, pH-ı azaldır (artan turşuluq), bu da aşağı CO2-nin yuxarıda müzakirə edildiyi kimi əyrini sağa sürüşdürür.2 qan axınındakı səviyyələr yüksək pH ilə nəticələnir və beləliklə, hemoglobin və O üçün daha optimal bağlanma şəraiti təmin edir2. Bu, fizioloji cəhətdən əlverişli bir mexanizmdir, çünki toxuma tənəffüsünün sürətlə baş verdiyi və oksigenə ehtiyac olduğu yerlərdə karbon dioksidin konsentrasiyası kəskin artdıqca hemoglobin daha çox oksigen buraxacaq. [6] [7]

2,3-BPG Edit

2,3-Bisfosfogliserat və ya 2,3-BPG (əvvəllər 2,3-difosfogliserat və ya 2,3-DPG - istinad?) qlikoliz zamanı qırmızı qan hüceyrələrində əmələ gələn orqanofosfatdır və 2,3-bifosfogliserinin konyuqativ əsasıdır. turşu. 2,3-BPG istehsalı çox güman ki, mühüm adaptiv mexanizmdir, çünki azalmış periferik toxuma O varlığında istehsal bir neçə şəraitdə artır.2 hipoksemiya, xroniki ağciyər xəstəliyi, anemiya və konjestif ürək çatışmazlığı kimi mövcudluq. 2,3-BPG-nin yüksək səviyyələri əyrini sağa (uşaqlıqda olduğu kimi) sürüşdürür, 2,3-BPG-nin aşağı səviyyələri isə septik şok və hipofosfatemiya kimi hallarda müşahidə edilən sola sürüşməyə səbəb olur. [4] 2,3-BPG olmadıqda, hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığı artır. 2,3-BPG hemoglobinin heteroallosterik effektoru kimi çıxış edir, deoksihemoqlobinə üstünlüklə bağlanaraq hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığını azaldır. Qırmızı qan hüceyrələrində BPG-nin artan konsentrasiyası T (dartılmış və ya gərgin), hemoglobinin aşağı yaxınlıq vəziyyətinin əmələ gəlməsinə kömək edir və buna görə də oksigen bağlayan əyri sağa sürüşəcək.

Temperatur Redaktəsi

Karbon monoksit Redaktə edin

Hemoqlobin karbonmonoksitlə oksigenlə müqayisədə 210 dəfə daha asan bağlanır. [4] Hemoqlobinin oksigenlə müqayisədə karbonmonoksitə daha yüksək yaxınlığına görə, karbonmonoksit hətta kiçik qismən təzyiqlərdə də oksigeni sıxışdıracaq çox uğurlu bir rəqibdir. HbO reaksiyası2 + CO → HbCO + O2 karboksihemoqlobini əmələ gətirən oksigen molekullarını demək olar ki, geri dönməz şəkildə sıxışdırır, karbonmonoksitin hemoglobinin dəmir mərkəzinə bağlanması oksigendən qat-qat güclüdür və bağlanma yeri həmin təsirə məruz qalan qırmızı qan hüceyrəsinin həyat dövrünün qalan hissəsi üçün blokada qalır. [9] Karbonmonoksit səviyyəsinin artması ilə bir insan normal pO-nu saxlayaraq ağır toxuma hipoksiyasından əziyyət çəkə bilər.2 çünki karboksihemoqlobin oksigeni toxumalara daşımır.

Methemoglobinemiyanın təsiri Redaktə edin

Methemoqlobinemiya, dəmir mərkəzinin dəmir +2 oksidləşmə vəziyyətindən (normal forma) dəmir +3 vəziyyətinə oksidləşdiyi anormal hemoglobinin bir formasıdır. Bu, oksigen hemoglobinin dissosiasiya əyrisində sola sürüşməyə səbəb olur, çünki oksigenlənmiş qara dəmiri olan hər hansı qalıq hem (+2 vəziyyət) bağlı oksigeni toxumalara boşalda bilmir (çünki 3+ dəmir hemoglobinin kooperativliyini pozur), bununla da onun oksigenlə yaxınlığını artırır. . Bununla belə, methemoqlobinin siyanidə yaxınlığı artmışdır və buna görə də siyanidlə zəhərlənmənin müalicəsində faydalıdır. Təsadüfən qəbul edildikdə, nitritin (məsələn, amil nitrit) tətbiqi hemoglobini qəsdən oksidləşdirmək və methemoqlobin səviyyəsini artırmaq, sitoxrom oksidazın fəaliyyətini bərpa etmək üçün istifadə edilə bilər. Nitrit həm də hüceyrələrə oksigen tədarükünü təşviq edən vazodilatator rolunu oynayır və dəmir duzunun əlavə edilməsi sərbəst siyanidin biokimyəvi cəhətdən inert heksasiyanoferrat (III) ionu, [Fe(CN) kimi rəqabətli bağlanmasını təmin edir.6] 3− . Alternativ yanaşma tiosulfatın verilməsini və bununla da siyanidin tiosiyanat, SCN --yə çevrilməsini nəzərdə tutur. vasitəsilə böyrəklər. Oksihemoqlobinin dissosiasiyası methemoqlobin və superoksidin əmələ gəlməsi ilə nəticələndikdə methemoqlobin də az miqdarda əmələ gəlir, O.2 − , adi məhsullar əvəzinə. Superoksid sərbəst radikaldır və biokimyəvi zədələnməyə səbəb olur, lakin superoksid dismutaz fermentinin təsiri ilə zərərsizləşdirilir.

ITPP Redaktəsinin effektləri

OXY111A kimi tanınan mio-inositol trispirofosfat (ITPP), qırmızı qan hüceyrələrində hemoglobinin allosterik modulyasiyası vasitəsilə oksigen hemoglobinin dissosiasiya əyrisində sağa sürüşməyə səbəb olan bir inozitol fosfatdır. Bu, toxuma hipoksiyasını azaltmaq üçün nəzərdə tutulmuş eksperimental bir dərmandır. Təsirə məruz qalan qırmızı qan hüceyrələri dövriyyədə qaldıqda təsirlər təxminən davam edir.

Fetal hemoglobin (HbF) struktur olaraq normal yetkin hemoglobindən (HbA) fərqlidir və HbF-yə HbA ilə müqayisədə oksigenə daha yüksək yaxınlıq verir. HbF iki alfa və iki qamma zəncirindən, HbA isə iki alfa və iki beta zəncirindən ibarətdir. Bu struktur fərqlərə görə fetal dissosiasiya əyrisi normal yetkin insan üçün əyriyə nisbətən sola sürüşür.

Tipik olaraq, fetal arterial oksigen təzyiqi yetkin arterial oksigen təzyiqindən daha aşağıdır. Beləliklə, oksigenin plasenta arasında yayılmasını təmin etmək üçün döldə qismən təzyiqin aşağı səviyyələrində oksigeni bağlamaq üçün daha yüksək yaxınlıq tələb olunur. Plasentada 2,3-BPG-nin daha yüksək konsentrasiyası əmələ gəlir və 2,3-BPG alfa zəncirlərinə deyil, beta zəncirlərinə asanlıqla bağlanır. Nəticədə, 2,3-BPG yetkin hemoglobinə daha güclü bağlanır və HbA-nın 2,3-BPG-dən təsirlənməyən döl tərəfindən qəbulu üçün daha çox oksigen buraxmasına səbəb olur. [10] HbF daha sonra həmin bağlı oksigeni daha da aşağı qismən təzyiqə malik olan toxumalara çatdırır və orada onun sərbəst buraxıla bilər.


2,3-BPG

Hemoqlobin tərəfindən oksigenin sərbəst buraxılmasına kömək edən başqa bir molekul 2,3- bifosfogliseratdır (həmçinin 2,3-BPG və ya sadəcə BPG adlanır - Şəkil 4.2.5). Protonlar və karbon dioksid kimi, 2,3-BPG qlükoza mübadiləsinin əlavə məhsulu kimi aktiv tənəffüs edən toxumalar tərəfindən istehsal olunur. 2,3-BPG molekulu böyüklər hemoglobinin &rsquo pişi və lsquohole uyğun gəlir. 2,3-BPG-nin bu cür bağlanması, oksigen üçün azaldılmış yaxınlığı olan hemoglobinin T vəziyyətinə (sıx - aşağı oksigen bağlanmasına) üstünlük verir. 2,3-BPG olmadıqda, hemoglobin oksigenə yüksək yaxınlığa malik olan R vəziyyətində (rahat - daha yüksək oksigen bağlanması) daha asan mövcud ola bilər.

Şəkil 4.2.5: 2,3- bifosfogliserat

Dəm

CO rəngi və qoxusu olmayan çox zəhərli qazdır. Adətən karbon tərkibli birləşmələrin qismən yanması nəticəsində istehsal olunur. Hemoqlobinin bağlanması üçün oksigenlə rəqabət aparır. Onun bağlayıcı yaxınlığı


Lifli zülallar - ikinci dərəcəli quruluş

Hüceyrə və ya hüceyrədənkənar rolları güclü struktur komponentə malik olan zülallar, zəncirlərin az qatlanması ilə, ilkin və ikinci strukturdan ibarətdir. Beləliklə, onlar çox az üçüncü quruluşa malikdirlər və təbiətdə liflidirlər. Bu xüsusiyyətləri nümayiş etdirən zülallar adətən suda həll olunmur və lifli zülallar (həmçinin skleroproteinlər adlanır) adlanır. Bu kateqoriyada təsvir edilən nümunələr yalnız ətdə, birləşdirici toxumalarda və tük kimi bərkimiş xarici strukturlarda rol oynadıqları heyvanlarda tapılır. Onlar həmçinin üç ümumi lifli zülal strukturunu və alfa-spiralları (keratinlər), beta-telləri/vərəqləri (fibroin və elastin) və üçlü sarmalları (kollagen) ehtiva edir.Lifli zülalların amin turşusu ardıcıllığının bəzi ümumi cəhətləri var. Hər biri kiçik, reaktiv olmayan yan qrupları olan çoxlu təkrarlanan amin turşularına malikdir. Bir çoxunda, tez-tez qlisinlə qısa təkrarlanan ardıcıllıqlar var.

Şəkil 2.56 - Bir impala buynuzları keratin Vikipediyasından ibarətdir

Keratinlər müxtəlif formalarda olan əlaqəli heyvan zülalları ailəsidir. &alfa-keratinlər insan dərisinin xarici təbəqəsinin struktur komponentləridir və saçların, dırnaqların, pəncələrin, lələklərin, dimdiklərin, pulcuqların və dırnaqların ayrılmaz hissəsidir. Keratinlər dil kimi toxumalara güc verir və insan genomunda 50-dən çox müxtəlif keratin kodlanır. Hüceyrə səviyyəsində keratinlər sitoskeletonun ara filamentlərini təşkil edir. &alfa-keratinlər ilk növbədə &alfa-spiralları ehtiva edir, lakin &beta-tel/vərəq strukturlarına da malik ola bilər. Ayrı-ayrı və alfa-spirallar tez-tez qıvrılmış strukturların rulonlarını meydana gətirmək üçün bir-birinə bağlanır və bu iplər daha da disulfid bağları ilə birləşdirilə bilər və struktur gücünü əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Bu, təxminən 14% sistein ehtiva edən saçdakı &alfa-keratin üçün xüsusilə aktualdır. Yanmış saçların və saçları bükmək/açmaq üçün istifadə olunan kimyəvi maddələrin qoxusu (disulfid bağlarını qırmaq/yenidən yaratmaq) onların kükürdlü komponentlərindən yaranır. &beta-keratinlər adından da göründüyü kimi &beta-vərəqlərdən ibarətdir.

Şəkil 2.57 - Fibroinin təkrarlanan amin turşusu ardıcıllığı

Hörümçəklərin və güvələrin və digər həşəratların sürfələrinin ipəyinin tərkib hissəsi olan həll olunmayan lifli zülal olan fibroin, &beta vərəqləri əmələ gətirmək üçün bir-birinə sıx bağlanmış antiparalel və beta tellərdən ibarətdir. Fibroinin əsas strukturu hər bir qalıqda qlisinlə qısa təkrarlanan ardıcıllıqdır (Şəkil 2.57). Təkrarlanan ardıcıllıqla qlisin və alaninin kiçik R-qrupları ipək liflərinin sıx bağlanmasına imkan verir. Wikipedia linki BURADA Elastin Adından da göründüyü kimi, elastin bədənin bir çox toxumalarında fəaliyyət göstərən elastik xüsusiyyətlərə malik zülaldır ki, onların genişləndikdən və ya daraldıqdan sonra öz formalarını bərpa etməyə imkan verir. Zülal qlisin və prolinlə zəngindir və quru, yağsız arteriyaların çəkisinin 50%-dən çoxunu təşkil edə bilər.

Şəkil 2.58 - İpək sari toxunuşu Vikipediya

Şəkil 2.59 - Desmosine Wikipedia

tropoelastin zülallarını lizin qalıqları vasitəsilə birləşdirərək, desmozin ilə çarpaz bağlanmış davamlı kompleks yaratmaqla hazırlanır. Arteriyalarda elastin qan axını asanlaşdırmaq üçün təzyiq dalğasının yayılmasına kömək edir.

Şəkil 2.60 - Kollagen və üçlü spiral Vikipediya

Kollagen məməlilərdə ən bol proteindir və ümumi kütlənin üçdə birini tutur. Ən azı 16 növ kollagen var. Onun lifləri vətərlərin əsas tərkib hissəsidir və onlar dəridə də çox olur. Kollagen buynuz qişada, qığırdaqda, sümükdə, qan damarlarında və bağırsaqda da nəzərə çarpır.

Kollagenin rsquos quruluşu, kollagen lifini yaratmaq üçün hər biri sağ əllə bir-birinə bükülmüş üç sol əlli spiral zəncirdən ibarət olan spiral spiral nümunəsidir (Şəkil 2.60). Hər bir spiral &alfa-spiraldan daha çox uzanır və ona uzadılmış görünüş verir. Digər amin turşularının yan zəncirləri çox həcmli olduğundan, üçlü spiral quruluşun daxili hissəsində yalnız qlisinin qalıqları tapılır. Kollagen zəncirləri qlisin-n təkrarlanan quruluşa malikdir, burada m tez-tez prolin, n isə hidroksiprolindir (Şəkil 2.61).

Şəkil 2.61 - Kollagendə təkrarlanan ardıcıllıqlar

Kollagen pre-prokollagen şəklində sintez olunur. Endoplazmik retikulumda pre-prokollagenin işlənməsi qlikozilləşmə, &lsquopre&rsquo ardıcıllığının aradan qaldırılması və lizin və prolin qalıqlarının hidroksilasiyası ilə nəticələnir (aşağıya bax). Hidroksidlər bir-biri ilə kovalent çarpaz əlaqə yarada bilər, kollagen liflərini gücləndirir. Pro-kollagen hüceyrədən xaric edildikdə, proteazlar onu kəsir və nəticədə tropokollagen adlanan kollagenin son forması yaranır.

Hidroksilləşmə

Prolin və lizin yan zəncirlərinin hidroksilləşməsi müvafiq olaraq prolil-4-hidroksilaza və lizil-hidroksilaza (lizil oksidaza) tərəfindən kataliz edilən reaksiyada posttranslationally baş verir. Reaksiya C vitamini tələb edir. Bu qalıqların hidroksilasiyası bədən temperaturunda sabit üçlü sarmalların əmələ gəlməsi üçün vacib olduğundan, C vitamini çatışmazlığı zəif, qeyri-sabit kollagen və nəticədə zəifləmiş birləşdirici toxuma ilə nəticələnir. Bu, sinqa kimi tanınan xəstəliyin səbəbidir. Qida sənayesində vacib olan jelatin istehsalı üçün hidrolizə edilmiş kollagen istifadə olunur. kollagenlər. Vikipediya linki BURADA

Şəkil 2.62 - Tropokollagendə lizin qalıqlarının oksidləşməsi və çarpaz əlaqəsi. Sadəlik üçün üçlü spiralın yalnız iki ipi göstərilib. Təsvir Aleia Kim tərəfindən

Laminlər hüceyrə nüvəsində quruluşu təmin edən və transkripsiyanın tənzimlənməsində rol oynayan lifli zülallardır. Onlar ara filamentləri təşkil edən zülallara bənzəyirlər, lakin zülalın bir bobinində əlavə amin turşularına malikdirlər. Laminlər nüvə zərfinin daxili hissəsində nüvə laminin əmələ gəlməsinə kömək edir və mitoz prosesində sonuncunun yığılması və sökülməsində mühüm rol oynayır. Onlar həmçinin nüvə məsamələrini yerləşdirməyə kömək edirlər. Mitoz prosesində nüvə zərfinin sökülməsi laminlərin mitozu təşviq edən amil adlanan bir zülalla fosforlaşması ilə təşviq edilir və reaksiyanın tərsinə çevrilməsi (defosforilasiya) ilə birləşməyə üstünlük verilir.

Struktur sahələr - üçüncü struktur

Hər bir qlobulyar zülal öz funksiyasını yerinə yetirmək üçün onun üçüncü quruluşuna güvənir, ona görə də üçüncü struktur üçün təmsil zülallar tapmağa çalışmaqdansa (demək olar ki, qeyri-mümkün iş!), biz burada bir çox zülallar üçün ümumi olan üçüncü quruluşun bir neçə elementinə diqqət yetiririk. Bunlar struktur sahələrdir və daha böyük (25-500 amin turşusu), qorunmuş amin turşusu ardıcıllığına malik olmaları və daxil olduqları zülal zəncirlərindən asılı olmayaraq təkamül və fəaliyyət tarixi ilə superikinci strukturun struktur motivlərindən fərqlənirlər. Struktur domenlər üçüncü quruluşun əsas vahidləridir və birdən çox proteində olur. Struktur domen özünü sabitləşdirir və çox vaxt zülal zəncirinin qalan hissəsindən asılı olmayaraq qatlanır.

Leucine fermuar

Şəkil 2.63 - DNT Vikipediyasına bağlanmış lösin fermuarı

Bir çox eukaryotik DNT-ni bağlayan zülalların ümumi xüsusiyyəti olan lösin fermuarlar, dimerizasiyaya üstünlük vermək üçün bir zülal kimi qarşılıqlı əlaqədə olan bir zülalda təkrarlanan lösin qalıqları dəsti ilə xarakterizə olunur. Domenin başqa bir hissəsində DNT ikiqat spiral ilə qarşılıqlı əlaqə yaratmağa imkan verən amin turşuları (adətən arginin və lizin) var (Şəkil 2.63). Lösin fermuarlarını ehtiva edən transkripsiya faktorlarına Jun-B, CREB və AP-1 fos/jun daxildir.

Şəkil 2.64 - Leucine fermuar quruluşu. Lösinlər narıncı və bənövşəyi toplarla göstərilir. Şəkil Penelope Irving tərəfindən

Sink barmaqları

Ən qısa struktur sahələr sink barmaqlarıdır ki, bu da öz adını bir və ya bir neçə koordinasiya edilmiş sink ionunun barmağa bənzər quruluşunu sabitləşdirməsindən alır. Adlarına baxmayaraq, bəzi sink barmaqları sinki bağlamır. Sink barmaqları kimi təsnif edilən bir çox struktur sahələr var və bunlar müxtəlif ailələrdə qruplaşdırılıb. Sink barmaqları əvvəlcə DNT-ni bağlayan transkripsiya faktorlarının komponentləri kimi müəyyən edilmişdi, lakin digərlərinin indi RNT, zülal və hətta lipid strukturlarını bağladığı məlumdur. Sistein və histidin yan zəncirləri ümumiyyətlə sinkin koordinasiyasında rol oynayır.

Src SH2 domen

Şəkil 2.65 - SH2 Domain Wikipedia

Src onkoproteini konservləşdirilmiş SH ehtiva edir2digər zülallarda fosforlanmış tirozin yan zəncirlərini tanıyan və bağlayan struktur domen (Şəkil 2.65). Fosforlaşma tirozinin siqnalizasiyası və fosforilləşməsində əsas fəaliyyətdir və siqnalları daşıyan zülallar arasında qarşılıqlı əlaqə mobil rabitə üçün çox vacibdir. SH2domen 100-dən çox insan zülalında olur.

Spiral-dönmə-heliks sahəsi

Şəkil 2.66 - DNT-yə bağlı zülalın spiral-dönmə-heliks sahəsi Wikipedia

Heliks-dönüş-heliks, az sayda amin turşusu ilə ayrılmış iki &alfa-spiraldan ibarət olan DNT-ni bağlayan zülallarda olan ümumi sahədir. Şəkil 2.66-da göründüyü kimi, struktur domeninin spiral hissələri DNT-nin əsas yivindəki əsaslarla qarşılıqlı əlaqədə olur. Zülaldakı fərdi &alfa-spirallar spiral-dönmə-heliks strukturunun bir hissəsidir, burada növbə fərdi spiralları ayırır.

Plekstrin homologiya sahəsi

Plekstrin Homologiyası (PH) domenləri siqnalizasiya prosesində mühüm funksiyaları olan zülal domenləridir. Bu qismən Şəkil 2.66 - DNT-yə bağlanmış zülalın spiral-dönüş-heliks domeni - Vikipediya Şəkil 2.65 - SH 2 Domeni Wikipedia bioloji membranlarında tapılan PIP2 və PIP3 kimi fosforlanmış inozidlərin bağlanması üçün yaxınlıqdan irəli gəlir. PH domenləri həmçinin G-zülallarına və protein kinaz C-yə bağlana bilər. Domen amin turşularına aiddir və çoxsaylı siqnal zülallarında olur. Bunlara Akt/Rac Serin/Treonin Protein Kinazaları, Btk/ltk/Tec tirozin zülal kinazaları, insulin reseptor substratı (IRS-1), Fosfatidilinositol-spesifik fosfolipaz C və hüceyrə dövrünün tənzimlənməsində iştirak edən bir neçə maya zülalları daxildir.

Şəkil 2.67 - Btk tirozin protein kinazının Plekstrin homologiya sahəsi. Zülal bir membrana daxil edilmişdir (mavi xəttdən yuxarı) Vikipediya

Struktur qlobulyar zülallar

Fermentlər reaksiyaları kataliz edir və hemoglobin kimi zülallar mühüm ixtisaslaşdırılmış funksiyaları yerinə yetirirlər. Təkamül seleksiyası tullantıları azaltdı və aradan qaldırdı ki, bəzi hallarda onun nə olduğunu bilməsək də, hüceyrədəki hər zülalın bir funksiyası olduğuna əmin ola bilək. Bəzən proşəkil 2.68-in quruluşu - bazal membranın epiteliya, endotel və birləşdirici toxuma tein ilə əlaqəsi onun əsas funksiyasıdır, çünki quruluş sabitliyi, təşkili, digər mühüm xassələri birləşdirir. Məhz bunu nəzərə alaraq aşağıdakı zülalları təqdim edirik.

Bazal membran

Bazal membran zülal liflərindən (IV tip kollagen) və epiteli digər toxumalardan ayıran qlikozaminoqlikanlardan ibarət toxumanın qatlı hüceyrədənkənar matrisidir (Şəkil 2.68). Daha da əhəmiyyətlisi, bazal membran toxumaları bir yerdə saxlamaq üçün bir yapışqan kimi fəaliyyət göstərir. Dəri, məsələn, zirzəmi membranı ilə bədənin qalan hissəsinə bağlanır. Zirzəmi membranları hüceyrələr və ətraf mühit arasında qarşılıqlı əlaqə təmin edir, beləliklə siqnal proseslərini asanlaşdırır. Onlar embriogenez zamanı diferensiasiyada, həmçinin yetkin orqanizmlərdə funksiyaların saxlanmasında rol oynayırlar.

Şəkil 2.68 - Bazal membranın epitel, endotel və birləşdirici toxuma ilə əlaqəsi

Aktin, əzələ hüceyrələrinin çəkisinin 20%-ni təşkil edən, eukaryotik hüceyrələrin əksər növlərində tapılan ən bol qlobulyar zülaldır. Bənzər zülallar bakteriyalarda (MreB) və arxeonlarda (Ta0583) müəyyən edilmişdir. Aktin, iki müxtəlif növ filamentə asanlıqla polimerləşə bilən monomer alt birlikdir. Mikrofilamentlər sitoskeletonun əsas komponentidir və əzələ hüceyrələrinin daralmasında miyozin tərəfindən təsirlənir (BURA bax). Actin BURADA növbəti bölmədə daha ətraflı müzakirə olunacaq.

Aralıq filamentlər

Şəkil 2.69 - Aralıq filamentlərin yığılması

Aralıq filamentlər bir çox heyvan hüceyrələrində sitoskeletonun bir hissəsidir və 70-dən çox müxtəlif zülaldan ibarətdir. Ölçüləri (orta diametri = 10 nm) mikrofilamentlər (7 nm) və mikrotubullar (25 nm) arasında olduğu üçün onlar aralıq adlanır.

Aralıq filament komponentlərinə nüvə olan keratinlər və laminlər kimi lifli zülallar, həmçinin sitoplazmatik formalar daxildir. Aralıq filamentlər öz fiziki xüsusiyyətlərinə görə hüceyrələrə elastiklik verir. Onlar, məsələn, orijinal uzunluğunun bir neçə qatına qədər uzana bilərlər.

Altı müxtəlif növ ara filament var. Tip I və II turşu və ya əsasdır və daha böyük filamentlər yaratmaq üçün bir-birini cəlb edir. Bunlara epitel keratinləri və trikositik keratinlər (saç komponentləri) daxildir. III tip zülallara dörd struktur zülal daxildir - desmin, GFAP (glial fibrilyar turşu zülal), periferin və vimentin. IV tip də üç zülalın və bir multiprotein strukturun (neyrofilamentlərin) qruplaşmasıdır. Üç zülal &alfa-interneksin, sinemin və sinkoilindir. V tipli ara filamentlər nüvəyə quruluş verən laminləri əhatə edir. Laminlərin fosforlaşması onların sökülməsinə gətirib çıxarır və bu, mitoz prosesində vacibdir. Tip VI kateqoriyasına yalnız nestin kimi tanınan bir zülal daxildir.

Hüceyrələrdə tapılan üçüncü növ filament mikrobutullardır. Tubulin adlı iki qlobular zülalın polimerindən ibarət olan mikrotubullar orqanelləri və digər &ldquoyükləri&rdquo hüceyrənin bir hissəsindən digərinə köçürmək üçün motor zülalları üçün &ldquorails&rdquo təmin edir. Mikrotubullar və tubulin BURADA daha ətraflı müzakirə olunur.

Vimentin (Şəkil 2.70) ara filamentlərin ən geniş yayılmış zülalıdır. Fibroblastlarda, leykositlərdə və qan damarlarının endotel hüceyrələrində ifadə edilir. Zülal nüvəyə, mitoxondriyaya və endoplazmatik retikuluma bağlanaraq sitoplazmada orqanoidlərin mövqeyini saxlamaqda mühüm rol oynayır (Şəkil 2.70). Vimentin hüceyrələrə elastiklik və mikrotübüllərdən və ya mikrofilamentlərdən əmələ gəlməyən elastiklik verir. Vimentin geni olmayan yaralı siçanlar sağ qalır, lakin yaraların sağalması vəhşi tip siçanlardan daha uzun çəkir. Vimentin həmçinin xolesterinin lizosomlardan esterifikasiya yerinə doğru hərəkətinə nəzarət edir. Nəticə, hüceyrələrin içərisində saxlanılan xolesterinin miqdarının azalmasıdır və xolesterolun efirləri olan adrenal hüceyrələrə təsir göstərir.

Şəkil 2.70 - Hüceyrələrdə Vimentin Vikipediya

Mucinlər, heyvanların epitel toxumasında olan, üzərində çoxlu qlikosil qalıqları olan və adətən yüksək molekulyar çəkiyə (1-10 milyon Da) malik olan zülallar qrupudur. Onlar öz xarakterlərinə görə gel kimidirlər və tez-tez yağlama üçün istifadə olunurlar. Mucus musinlərdən ibarətdir. Yağlama ilə yanaşı, müsinlər də onurğalı orqanizmlərdə sümük əmələ gəlməsi və exinodermlərdə kalsifikasiya kimi minerallaşmaya nəzarət etməyə kömək edir. Onlar həmçinin patogenləri bağlamağa kömək edərək immunitet sistemində rol oynayırlar. Mucins adətən selikli qişa səthlərinə (burun dəlikləri, gözlər, ağız, qulaqlar, mədə, cinsiyyət orqanları, anus) və ya tüpürcək kimi mayelərə ifraz olunur. Geniş selikli qişaya malik olduqları üçün musinlər xeyli miqdarda su saxlayır (onlara &ldquoslimy&rdquo hissi verir) və proteolizə davamlıdır.

Şəkil 2.71 - Aktin filamentləri (yaşıl) fokus yapışmasında vinkulinə bağlanmış (qırmızı) Wikipedia

Vinkulin (Şəkil 2.72) məməlilərin hüceyrələrinin fokal yapışma strukturlarında olan membran sitoskeletal zülaldır. Hüceyrə-hüceyrə və hüceyrə-matris qovşaqlarında olur və inteqrinlər, talin, paxillinlər və F-aktin ilə qarşılıqlı əlaqədə olur. Vinkulinin (digər zülallarla birlikdə) aktin mikrofilamentlərinin membrana bərkidilməsinə kömək etdiyi düşünülür (Şəkil 2.71). Vinkulinin aktinə və talinə bağlanması polifosfoinositidlər tərəfindən tənzimlənir və turşu fosfolipidlər tərəfindən inhibə edilə bilər.

Şəkil 2.72 - Vinkulin Vikipediyası

Sindekanlar plazma membranlarından uzun amin turşusu zənciri (24-25 qalıq) ilə tək keçid edən transmembran zülallardır və G zülallı reseptorların Şəkil 2.71 ilə qarşılıqlı əlaqəsini asanlaşdırır - Fokal yapışmada (qırmızı) vinkulinə bağlanmış aktin filamentləri (yaşıl) böyümə faktorları, fibronektin, kollagenlər (I, III və IV) və antitrombin-1 kimi. Syndecans adətən onlara bağlı 3-5 heparan sulfat və xondroitin sulfat zəncirinə malikdir.

Heparan sulfat yara yerində parçalana bilər və sağalma prosesində fibroblast böyümə faktorunun təsirini stimullaşdırır. Sindekanların hüceyrə-hüceyrə yapışmasında rolu bir-birinə yaxşı yapışmayan sindekan I olmayan mutant hüceyrələrdə göstərilir. Syndecan 4-ün inteqrinə yapışdığı da məlumdur. Syndecans, həmçinin sindekan 1 ektodomeninin normal epitel hüceyrələrinə təsir etmədən şiş hüceyrələrinin böyüməsini boğmaq qabiliyyəti ilə şişlərin yayılmasını maneə törədə bilər.

Şəkil 2.73 - Defensin monomer (yuxarı) və dimer (aşağı) - Mavi rəngdə katyonik qalıqlar, narıncı rəngdə hidrofobik qalıqlar və qırmızı Vikipediyada anion qalıqları

Defensinlər (Şəkil 2.73) onurğalı və onurğasız orqanizmlərdə ana müdafiə peptidləri kimi xidmət edən kiçik kationik zülallar qrupudur (sistein qalıqları ilə zəngindir). Onlar müxtəlif bakteriyalar, göbələklər və viruslar tərəfindən infeksiyadan qoruyurlar. Defensinlər (adətən) təxminən 6-8 sistein qalığı olan 18 ilə 45 arasında amin turşusu ehtiva edir. İmmunitet sistemində defensinlər epiteliya hüceyrələri və neytrofillər tərəfindən faqositozla udulmuş bakteriyaları öldürməyə kömək edir. Onlar 120 Şəkil 2.72 - Vinculin Wikipedia bakteriyalarını ionoforlar kimi fəaliyyət göstərərək öldürürlər - membranı bağlayaraq və hüceyrələrdən ionları və qida maddələrini buraxmaq üçün məsaməbənzər strukturları açırlar.

Fokal yapışmalar

Hüceyrədə fokal yapışmalar hüceyrədankənar matrislə sitoskeletal strukturları (aktin dəstələri) mexaniki şəkildə birləşdirən çoxsaylı zülalları ehtiva edən strukturlardır. Onlar dinamikdir, zülallar hüceyrə dövrü, hüceyrə hərəkətliliyi və daha çox demək olar ki, davamlı olaraq siqnallar gətirir və buraxır. Fokal yapışmalar inteqrinlərin molekulları bağladığı və membran qruplaşması hadisələrinin baş verdiyi hüceyrə yerlərində lövbər və siqnal mərkəzi kimi xidmət edir. Fokal yapışmalarda 100-dən çox müxtəlif zülal tapılır.

Fokal yapışmalar hüceyrədənkənar matrisin vəziyyəti haqqında məlumatı yeniləmək üçün sensorlar rolunu oynayaraq hüceyrələrə vacib mesajlar ötürür, bu da öz növbəsində onların hərəkətlərini tənzimləyir/təsir edir. Oturaq hüceyrələrdə onlar hərəkətdə olan hüceyrələrə nisbətən daha sabitdirlər, çünki hüceyrələr hərəkət edərkən, fokus yapışma kontaktları &ldquofront&rdquo qurulur və hərəkət irəlilədikcə arxada çıxarılır. Bu, ağ qan hüceyrələrinin toxuma zərərini tapmaq qabiliyyəti üçün çox vacib ola bilər.

Şəkil 2.74 - Ankyrin və rsquos membran bağlayan sahə

Ankirinlər (Şəkil 2.74) inteqral membran zülallarını spektrin-aktin membran sitoskeletinə birləşdirmək üçün &ldquoankor&rdquo kimi xidmət edən membran adapter zülalları ailəsidir. Ankirinlər kovalent bağlı palmitoil-CoA ilə plazma membranına bağlanır. Onlar spektrin &beta alt bölməsinə və ən azı onlarla inteqral membran zülallarına bağlanırlar. Ankirin zülalları dörd funksional sahəni ehtiva edir: 24 tandem ankirin təkrarı olan N-terminal bölgəsi, mərkəzi spektrin bağlayan domen, apoptotik zülallarla qarşılıqlı əlaqədə olan "ölüm domeni" və müxtəlif ankirinlər arasında əhəmiyyətli dərəcədə müxtəlif olan C-terminal tənzimləyici domen.

Şəkil 2.75 - Vikipediyada sitoskeletonda spektrin və digər zülallar

Spektrin (Şəkil 2.75 və 2.76) hüceyrə sitoskeletinin zülalıdır və onun strukturunun və plazma membranının bütövlüyünün qorunmasında mühüm rol oynayır. Heyvanlarda spektrin qırmızı qan hüceyrələrinə öz formasını verir. Spektrin eukaryotik plazma membranının daxili təbəqəsinin içərisində yerləşir və burada beşbucaqlı və ya altıbucaqlı düzülüşlər şəbəkəsini təşkil edir.

Spektrin lifləri aktinin birləşmə komplekslərində toplanır və sabitlik üçün ankirinə, həmçinin qlikoforin kimi çoxsaylı inteqral membran zülallarına bağlanır.

Şəkil 2.76 - Spektrin (yaşıl) və nüvələr (Mavi) Vikipediya

Şəkil 2.77 - Integrin və onun bağlanma yeri (yuxarı solda) Vikipediya

Çoxhüceyrəli orqanizmlərdə hüceyrələr həm bir-biri ilə, həm də hüceyrədənkənar matrislə əlaqəyə ehtiyac duyurlar. Hüceyrə sonunda bu əlavələri asanlaşdıran inteqrinlər kimi tanınan transmembran zülallardır (Şəkil 2.77). İnteqrinlər bütün metazoa hüceyrələrində olur. İnteqrinlər üçün ligandlara kollagen, fibronektin, laminin və vitronektin daxildir. İnteqrinlər təkcə birləşmədə deyil, həm də ünsiyyətdə, hüceyrə miqrasiyasında, virus əlaqələrində (məsələn, adenovirus) və qanın laxtalanmasında fəaliyyət göstərir. İnteqrinlər hüceyrədənkənar matris haqqında kimyəvi və mexaniki siqnalları hiss edə bilir və bu məlumatı siqnal ötürülməsi prosesinin bir hissəsi kimi hüceyrədaxili domenlərə köçürür. Hüceyrələrin içərisində siqnallara cavablar hüceyrə formasına, hüceyrə dövrünün tənzimlənməsinə, hərəkətinə və ya membrandakı digər hüceyrə reseptorlarında dəyişikliklərə təsir göstərir. Proses dinamikdir və məsələn, GPIbIIIa kimi tanınan inteqrin (qan trombositlərinin səthində) inkişaf etdikcə laxtalanmış fibrinə yapışdığı qanın laxtalanması prosesində zəruri ola biləcək sürətli reaksiyalara imkan verir.

İnteqrinlər immunoqlobulinlər, digər hüceyrə yapışma molekulları, kaderinlər, selektivlər və sindekanlar da daxil olmaqla digər reseptorlarla birlikdə işləyir. Məməlilərdə zülalların çoxlu sayda alt bölmələri var - 18 & alfa və 8 & beta zəncirləri. Hüceyrədən kənarda onun hüceyrədənkənar matrisə (ECM) olan əlaqələri və hüceyrə daxilindəki sitoskeleton əlaqələri arasında körpüdür. İnteqrinlər fokus yapışmalarının əmələ gəlməsində və sabitliyində mərkəzi rol oynayır. Bunlar inteqrin-ECM əlaqələrinin klasterləşməsi nəticəsində yaranan böyük molekulyar komplekslərdir. Hüceyrə hərəkəti prosesində hüceyrənin &ldquofront&rdquo hissəsində inteqrinlər (hərəkət istiqamətində), substrata yeni əlavələr edir və hüceyrənin arxa hissəsindəki substratla əlaqələri buraxır. Bu sonuncu inteqrinlər daha sonra endositozlanır və təkrar istifadə olunur.

İnteqrinlər həmçinin adapterlərin plazma membranına hərəkətini tənzimləməklə hüceyrə membranındakı tirozin kinaz reseptorları vasitəsilə siqnal ötürülməsini modulyasiya etməyə kömək edir. &beta1c integrin, məsələn, Shp2 fosfatazanı insulinin böyümə faktoru reseptoruna onun fosforsuzlaşmasına səbəb olmaq üçün cəlb edir və bununla da onun əlaqə saxladığı siqnalı söndürür. İnteqrinlər həmçinin hüceyrənin içindəki siqnal molekullarını aktivləşdirilmiş tirozin kinazalara cəlb etməyə kömək edə bilər ki, onların siqnallarını çatdırsınlar.

Şəkil 2.78 - Kaderinin hüceyrədənkənar ektodomen

Kaderinlər (Şəkil 2.78) hüceyrə yapışmasında mühüm rol oynayan transmembran zülallarının tip-1 sinfini təşkil edir. Onların işləməsi üçün kalsium ionları tələb olunur, toxumaları bir yerdə saxlayan yapışqan birləşmələr əmələ gətirir (bax Şəkil 2.69). Müəyyən bir kaderin tipli hüceyrələr, fərqli bir kaderin növü olan hüceyrələrlə birləşməkdən daha çox bir-biri ilə çoxalacaqlar. Caderinlər həm reseptorlar, həm də ligandların bağlanması üçün yerlərdir. Onlar inkişafda hüceyrələrin düzgün yerləşdirilməsinə, müxtəlif toxuma təbəqələrinin ayrılmasına və hüceyrə miqrasiyasına kömək edir.

Şəkil 2.79 - Vikipediya şəkərinə bağlı selektiv

Selektivlər (Şəkil 2.79) şəkər molekullarına bağlanan hüceyrə yapışma qlikoproteinləridir. Beləliklə, onlar bir növ lektindir - şəkər polimerlərini bağlayan zülallardır (həmçinin BURADA bax). Bütün selektinlər N-terminal kalsiumdan asılı lektin domeninə, tək transmembran domeninə və hüceyrədaxili sitoplazmatik quyruğa malikdir.

Üç müxtəlif seleksiya növü var, 1) E-selektin (endotel) 2) L (limfositik və 3) P (trombositlər və endotel hüceyrələri. Selektivlər limfositlərin homingində (qan limfositlərinin limfoid orqanların hüceyrələrinə yapışması), iltihabda fəaliyyət göstərir. proseslərdə və xərçəng metastazlarında.İltihab yerinin yaxınlığında qan kapilyar hüceyrələrinin səthində olan P-selektin leykosit hüceyrələrinin səthlərində olan qlikoproteinlərlə qarşılıqlı əlaqədə olur.Bu, leykositlərin hərəkətini yavaşlatan təsirə malikdir.İltihabın hədəf yerində, Qan damarının endotel hüceyrələrindəki E-selektin və leykositlərin səthində olan L-selektin öz karbohidratları ilə birləşərək leykositlərin hərəkətini dayandırır.Sonra leykosit kapilyarın divarını keçərək immun reaksiyaya başlayır.Selektinlər iştirak edir. astma, psoriaz, çox sklerorit və romatoid artritin iltihabi proseslərində.

Lamininlər bazal təbəqənin əsas komponentləri olan və hüceyrə diferensiasiyasına, miqrasiyasına və yapışmasına təsir edən hüceyrədənkənar matris qlikoproteinləridir. Onlar daxil olduqları hüceyrədənkənar matrisə ifraz olunur və toxumaların saxlanması və sağ qalması üçün vacibdir. Lamininlər qüsurlu olduqda, əzələlər düzgün formalaşmaya bilər və əzələ distrofiyasına səbəb ola bilər.

Lamininlər IV tip kollagen şəbəkələrində fibronektin, entaktin və perlekan zülalları ilə əlaqələndirilir və plazma membranındakı inteqrin reseptorlarına bağlanır. Nəticədə, lamininlər hüceyrə birləşməsinə, fərqlənməyə, forma və hərəkətə kömək edir. Zülallar trimerik quruluşa malikdir, bir &alfa zəncirinə, &beta zəncirinə və &qamma zəncirinə malikdir. Müxtəlif zəncirlərin on beş kombinasiyası məlumdur.

Vitronektin

Vitronektin qan serumunda (trombositlər), hüceyrədənkənar matriksdə və sümükdə olan qlikoproteindir (75kDa). Hüceyrələrin yapışması və yayılması prosesini təşviq edir və bir neçə proteaz inhibitoruna (serpinlər) bağlanır. Hüceyrələrdən ifraz olunur və qanın laxtalanmasında və şişlərin bədxassəli olmasında rol oynadığına inanılır. Vitronektinin bir domeni plazminogen aktivator inhibitoruna bağlanır və onu sabitləşdirmək üçün fəaliyyət göstərir. Zülalın başqa bir sahəsi hüceyrələri hüceyrədənkənar matrisə bağlayan vitronektin reseptoru kimi hüceyrə inteqrin zülallarına bağlanır.

Kateninlər hüceyrə yapışmasında kadherin zülalları ilə qarşılıqlı əlaqədə olan zülallar ailəsidir (Şəkil 2.69). Kateninlərin dörd əsas növü məlumdur, &alfa-, &beta-, &qamma- və &delta-katenin. Kateninlər inkişafdan əvvəl hüceyrə quruluşunda rol oynayır və hüceyrə böyüməsini tənzimləməyə kömək edir. &alfa-katenin və &beta-katenin kaderin ilə yapışan birləşmələrdə tapılır və hüceyrələrə epitel təbəqələrini saxlamağa kömək edir. Kaderinlər sitoskeletonun aktin filamentləri ilə bağlıdır və kateninlər kritik rol oynayır. Kateninlər hüceyrələr bir-biri ilə təmasda olduqda hüceyrə bölünməsinin maneə törədildiyi proses üçün vacibdir (əlaqə inhibisyonu).

Katenin genləri mutasiyaya uğradıqda, kaderin hüceyrə yapışmaları yox ola bilər və şiş meydana gələ bilər. Kateninlərin kolorektal və bir çox digər xərçəng formaları ilə əlaqəli olduğu aşkar edilmişdir.

Qlikoforinlər

Şəkil 2.80 - Qlikoforin a

İndiyə qədər təsvir edilən bütün membran zülalları, digər zülallarla və hüceyrə quruluşları ilə qurduqları əlaqə ilə diqqət çəkir. Bəzi membran zülalları, digər hüceyrələrin zülalları ilə hüceyrə əlaqələrini azaltmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu, laxtalanmadan başqa, &ldquoyapışqanlığın&rdquo arzuolunmaz olduğu qan hüceyrələri üçün xüsusilə vacibdir.

Qlikoforinlər (Şəkil 2.80) qırmızı qan hüceyrələrinin membranı əhatə edən sialoqlikoproteinləridir. Onlar güclü qlikozilləşmiş (60%) və sial turşusu ilə zəngindir, hüceyrələrə çox hidrofilik (və mənfi yüklü) örtük verir ki, bu da onların digər hüceyrələrə və ya damar divarlarına yapışmadan qan dövranında dövr etməsinə imkan verir.

Beş qlikoforin müəyyən edilmişdir - dördü (A, B, C və D) təcrid olunmuş membranlardan və beşinci forma (E) insan genomunda kodlaşdırmadan. Zülallar boldur, bu hüceyrələrdə ümumi membran zülallarının təxminən 2%-ni təşkil edir. Qlikoforinlər RBC membranının mexaniki xüsusiyyətlərini və formasını tənzimləməkdə mühüm rol oynayır. Bəzi qlikoforinlər eritroid olmayan müxtəlif toxumalarda (xüsusilə Qlikoforin C) ifadə oluna bildiyi üçün onların membran skeleti ilə qarşılıqlı təsirinin əhəmiyyəti əhəmiyyətli bioloji əhəmiyyətə malik ola bilər.

Kooperativlik və allosterizm - dördüncü quruluş

Şəkil 2.81 - Zülalın iki polipeptid vahidi dördüncü quruluşda qarşılıqlı təsir göstərir Wikipedia

Dördüncü quruluş, əlbəttə ki, çox alt birlikli zülalın ayrı-ayrı alt bölmələrinin qarşılıqlı təsirini təsvir edir (Şəkil 2.81). Bu qarşılıqlı təsirlərin nəticəsi substratların zülala kooperativ bağlanması və fermentin təsirinə allosterik təsirlər kimi mühüm bioloji hadisələrə səbəb ola bilər.

Allosterik təsirlər bir sıra mexanizmlərlə baş verə bilər, lakin ümumi xüsusiyyət ondan ibarətdir ki, effektorun bir ferment alt bölməsinə bağlanması fermenti ya Tstate (az aktivlik) və ya R vəziyyətində (daha çox aktivlik) yaradır (və ya kilidləyir). Effektorlar ferment substratları (homotrop effektorlar) və ya qeyri-substratlar (heterotrop effektorlar) ola bilər. Allosterizm BURADA Kataliz fəslində daha dərindən əhatə olunacaq.

Dördüncü quruluşu nəzərdən keçirməyə kooperativliyin müzakirəsi ilə başlayırıq, onun çoxalt birlikli zülal hemoglobində necə yaranır və onun xassələrinin əlaqəli, tək subunit protein miyoqlobinin xüsusiyyətləri ilə necə ziddiyyət təşkil edir.

Kooperativlik

Kooperativlik bir ligand molekulunun bir zülalla bağlanmasının eyni tipli əlavə molekulların bağlanmasına üstünlük verdiyi fenomen kimi müəyyən edilir. Məsələn, hemoglobin dörd alt bölmədən birində oksigen molekulunun hem qrupunun dəmiri ilə bağlanması alt bölmədə cüzi konformasiya dəyişikliyinə səbəb olduqda kooperativlik nümayiş etdirir. Bu, heme dəmirinin histidin yan zəncirinə bağlanması və oksigenin dəmiri histidin halqası (imidazol halqası kimi də tanınır) ilə birləşməsi ilə əlaqədardır.

Film 2.3 - Hemoqlobinin oksigen bağlayan struktur dəyişiklikləri Vikipediya

Hər bir hemoglobin alt bölməsi digər alt bölmələrlə qarşılıqlı əlaqədə olduğundan və onlara təsir göstərdiyindən, birinci alt bölmə oksigenə bağlandıqda (T vəziyyətindən R vəziyyətinə keçid kimi təsvir olunan keçid) onların da formasını bir qədər dəyişməyə səbəb olur. Bu forma dəyişiklikləri oksigeni bağlayan qalan alt bölmələrin hər birinə üstünlük verir. Bu, oksigenin hemoglobin tərəfindən alındığı ağciyərlərdə çox vacibdir, çünki birinci oksigen molekulunun bağlanması daha çox oksigen molekulunun sürətlə mənimsənilməsini asanlaşdırır. Oksigen konsentrasiyasının aşağı olduğu toxumalarda oksigen hemoglobini tərk edir və zülallar R vəziyyətindən yenidən T vəziyyətinə keçir.

CO2 nəqliyyat

Şəkil 2.82 - Hemoqlobin daxilində heme quruluşu Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Kooperativlik bədənə lazım olan yerdə oksigeni almağa və bol olduğu yerdən götürməyə kömək edən hemoglobinin bir çox maraqlı struktur aspektlərindən yalnız biridir. Hemoqlobin həmçinin hüceyrə tənəffüsü məhsulunun (karbon dioksid) onu əmələ gətirən toxumalardan tənəffüs olunduğu ağciyərlərə daşınmasına kömək edir. Oksigenin hemoglobinə bağlanması kimi, digər molekulların hemoglobinə bağlanması da onun oksigenə yaxınlığına təsir göstərir. Hemoqlobinin dörd alt bölməsinin oksigenlə bağlanma xüsusiyyətləri ilə əlaqəli protein mioqlobinin tək alt bölməsinin oksigenlə bağlanması müqayisə edildikdə təsir xüsusilə nəzərə çarpır (Şəkil 2.83).

Fərqli oksigen bağlanması

Fiqur Aleia Kim tərəfindən

Hemoqlobin kimi, miyoqlobinin tərkibində oksigenlə birləşən hem qrupunda dəmir var. Mioqlobindəki qlobin zülalının quruluşu hemoqlobindəki qlobinlərin quruluşuna çox bənzəyir və təkamül tarixində hemoglobinin miyoqlobindən təkamül etdiyi düşünülür. Şəkil 2.83-də göründüyü kimi, hemoglobinin oksigen üçün bağlanma əyrisi S-şəkillidir (siqmoidal), miyoqlobinin bağlanması isə hiperbolikdir. Bunun bizə bildirdiyi odur ki, hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığı aşağı konsentrasiyalı oksigendə aşağıdır, lakin oksigen konsentrasiyası artdıqca artır. Mioqlobin çox tez oksigenlə doyduğundan, hətta aşağı oksigen konsentrasiyası altında da, onun oksigenə olan yaxınlığının yüksək olduğunu və dəyişilmədiyini söyləyir.

Şəkil 2.84 - Hemoqlobinin hem mərkəzində oksigenin bağlanması Image Aleia Kim tərəfindən

Mioqlobinin yalnız bir alt bölməsi olduğundan, oksigenin bu alt bölmə ilə bağlanması hər hansı digər alt bölmələrə təsir edə bilər, çünki təsir edəcək başqa alt vahidlər yoxdur. Nəticə etibarilə, kooperativlik birdən çox alt bölmə tələb edir. Buna görə də, hemoglobin kooperativlik nümayiş etdirə bilər, lakin miyoqlobin ola bilər. Qeyd etmək lazımdır ki, sadəcə bir neçə alt bölmənin olması kooperativliyin mövcud olacağı demək deyil. Hemoqlobin xarakterik xüsusiyyəti nümayiş etdirən bir zülaldır, lakin çoxlu subunit zülallar yoxdur.

İnteraktiv 2.2 - Oksigenin varlığında (yuxarıda) və olmamasında (aşağıda) hemoglobin

Saxlama və çatdırılma

Mioqlobinin oksigen konsentrasiyasına uyğun olaraq oksigenə olan yaxınlığını tənzimləmək qabiliyyətinin olmaması (aşağı oksigen konsentrasiyasında, məsələn, toxumalarda aşağı yaxınlıq və yüksək oksigen konsentrasiyasında yüksək yaxınlıq, məsələn, ağciyərlərdə) onun saxlanması üçün daha uyğun olduğunu bildirir. oksigenin və heyvan orqanizminin müxtəlif oksigen ehtiyaclarına uyğun olaraq onu çatdırmaqdan daha çox. Görəcəyimiz kimi, kooperativlikdən başqa, hemoglobinin oksigeni bədəndə ən çox ehtiyac duyulan yerə çatdırmağa imkan verən başqa struktur xüsusiyyətləri də vardır.

Şəkil 2.85 - Bağlamanın ardıcıl modeli. Ardıcıl model hemoglobinin kooperativliyini izah etməyin bir yoludur. Kvadratlar oksigenlə bağlı olmadığını göstərir. Dairələr oksigenlə əlaqəli alt bölmələri təmsil edir və yuvarlaqlaşdırılmış alt bölmələr oksigenlə əlaqəli bir alt bölmə ilə qarşılıqlı əlaqədə oksigenə yaxınlığı artan vahidlərə uyğundur. Şəkil Aleia Kim 131

Bohr effekti

Şəkil 2.86 - pH dəyişiklikləri ilə bağlı Bor effekti Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Bor effekti ilk dəfə 100 il əvvəl məşhur fizik Niels Borun atası Kristian Bor tərəfindən təsvir edilmişdir. Qrafik olaraq göstərilmişdir (Şəkil 2.86, 2.87 və 2.88), müşahidə olunan təsir pH azaldıqca və karbon dioksidin konsentrasiyası artdıqca hemoglobinin oksigenə olan yaxınlığının azalmasıdır. Protonların və karbon qazının aminlə bağlanması Şəkil 2.85 - Ardıcıl bağlanma modeli. Ardıcıl model hemoglobinin rsquos kooperativliyini izah etməyin bir yoludur. Kvadratlar oksigenlə bağlı olmadığını göstərir. Dairələr oksigenlə əlaqəli alt bölmələri təmsil edir və yuvarlaqlaşdırılmış alt bölmələr oksigenlə əlaqəli bir alt bölmə ilə qarşılıqlı əlaqədə oksigenə yaxınlığı artan vahidlərə uyğundur. Qlobin zülallarındakı turşu yan zəncirləri onlarda struktur dəyişikliklərini asanlaşdırmağa kömək edir. Ən çox protonlardan təsirlənən amin turşusu &beta zəncirlərinin histidin #146-dır. Bu baş verdikdə, ionlaşmış histidin 94 nömrəli aspartik turşunun yan zənciri ilə ion bağı yarada bilər ki, bu da T vəziyyətini stabilləşdirən (azalmış oksigenlə bağlanma vəziyyəti) və oksigeni buraxan təsirə malikdir. Digər histidinlər və &alfa zəncirlərindəki amin-terminal amin turşularının aminləri də protonlar üçün bağlayıcı yerlərdir.

Şəkil 2.87 - Müxtəlif şəraitdə hemoglobinin oksigenə bağlanma yaxınlığı Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Şəkil 2.88 - Fizioloji cəhətdən Bor effekti - pH, 2,3-BPG və CO2 ilə əlaqədar istirahət əzələsi (mavi), aktiv əzələ (yaşıl) və istinad əzələsi (narıncı) üçün oksigen bağlayan əyrilər.

Hemoqlobin tərəfindən oksigenin sərbəst buraxılmasına kömək edən başqa bir molekul 2,3- bifosfogliseratdır (həmçinin 2,3-BPG və ya sadəcə BPG adlanır - Şəkil 2.89). Protonlar və karbon dioksid kimi, 2,3-BPG qlükoza mübadiləsinin əlavə məhsulu kimi aktiv tənəffüs edən toxumalar tərəfindən istehsal olunur. 2,3-BPG mol kulu böyüklər hemoglobinin &rsquo pişi və lsquohole uyğun gəlir (Şəkil 2.89). 2,3-BPG-nin bu cür bağlanması, oksigen üçün azaldılmış yaxınlığı olan hemoglobinin T vəziyyətinə (sıx - aşağı oksigen bağlanmasına) üstünlük verir. 2,3-BPG olmadıqda, hemoglobin oksigenə yüksək yaxınlığa malik olan R vəziyyətində (rahat - daha yüksək oksigen bağlanması) daha asan mövcud ola bilər.

Şəkil 2.89 - 2,3 bifosfogliseratın (2,3-BPG) quruluşu

Qeyd edək ki, siqaret çəkənlərin qanında 2,3-BPG konsentrasiyası siqaret çəkməyənlərə nisbətən daha yüksəkdir, ona görə də onların hemoglobinin daha çox T vəziyyətində qalır və beləliklə də siqaret çəkənlərin oksigen daşıma qabiliyyəti siqaret çəkməyənlərə nisbətən daha aşağıdır. Siqaret çəkənlərin oksigen daşıma qabiliyyətinin çəkməyənlərə nisbətən niyə aşağı olması ondan ibarətdir ki, siqaret tüstüsünün tərkibində karbonmonoksit var və molekulyar oksigenlə demək olar ki, eyni ölçülərə malik olan bu molekul hemin dəmir atomuna bağlanmaq üçün oksigenlə effektiv şəkildə rəqabət aparır (Şəkil 2.90). Karbonmonoksidin toksikliyinin bir hissəsi onun hemoglobini bağlamaq və oksigenin bağlanmasının qarşısını almaq qabiliyyəti ilə bağlıdır.

Şəkil 2.90 - Oksigenin (solda) və karbonmonoksidin (sağda) hemoglobinin hem qrupu ilə bağlanması Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Karbon qazı

Şəkil 2.91 - 2,3-BPG-ni bağlamaq üçün pişidə hemoglobin və rsquos deşiyi Vikipediya

Karbon dioksid hər bir globin zəncirinin &alfa-aminini bağlayarkən karbamat əmələ gətirir. Bu strukturun formalaşması prosesi Bor effektini daha da gücləndirməyə kömək edən proton buraxır. Fizioloji cəhətdən CO2 və H+-nın bağlanması mühüm əhəmiyyət kəsb edir, çünki aktiv tənəffüs edən toxumalar (məsələn, yığılan əzələlər) oksigen tələb edir və protonları və karbon dioksidi buraxır. Protonların və karbon qazının konsentrasiyası nə qədər yüksək olarsa, ona ən çox ehtiyacı olan toxumaları qidalandırmaq üçün bir o qədər çox oksigen ayrılır.

Buraxılan protonların təxminən 40% -i və karbon qazının təxminən 20% -i hemoglobin tərəfindən ağciyərlərə qaytarılır. Qalan hissəsi bikarbonat tamponlama sisteminin bir hissəsi kimi və ya həll olunmuş CO2 kimi hərəkət edir. Ağciyərlərdə proses öz əksini tapır. Ağciyərlər tənəffüs edən toxumalardan daha yüksək pH-a malikdir, buna görə protonlar hemoglobindən, CO2 də nəfəs almaq üçün sərbəst buraxılır.

Fetal hemoglobin

Şəkil 2.92 - Qanda CO2-dən bikarbonatın əmələ gəlməsi

Yetkin hemoglobin 2,3- BPG-ni bağlayan zaman oksigeni buraxır. Bu, böyüklər hemoglobindən (&alfa2&beta2) bir qədər fərqli konfiqurasiyaya (&alpha2&qamma2) malik olan fetal hemoglobindən fərqlidir. Dölün hemoglobinin ana hemoglobinə nisbətən oksigenə daha çox yaxınlığı var, bu da dölün ananın qanından effektiv şəkildə oksigeni almasına imkan verir. Dölün hemoglobinin oksigenə daha çox yaxın olmasının səbəbinin bir hissəsi onun 2,3-BPG-yə bağlanmamasıdır. Nəticədə, fetal hemoglobin böyüklər hemoglobindən daha çox R vəziyyətində qalır və buna görə də, fetal hemoglobin böyüklərin hemoglobinə nisbətən oksigenə daha çox yaxındır və oksigeni yetkin hemoglobindən uzaqlaşdıra bilər. Beləliklə, döl anadan oksigeni ala bilir.

Şəkil 2.93 - Mioqlobinin (mavi), fetal hemoglobinin (narıncı) və yetkin hemoglobinin (yaşıl) oksigenlə bağlanmasının müqayisəsi Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Oraq hüceyrə xəstəliyi

Şəkil 2.94 - Dörd normal qırmızı qan hüceyrəsi (sağda) və bir oraqvari qırmızı qan hüceyrəsi (solda) Wikipedia

Hemoqlobini kodlayan globin genlərinin mutasiyaları bəzən zərərli nəticələrə səbəb ola bilər. Oraq hüceyrə xəstəliyi (oraq hüceyrə anemiyası da adlanır) genetik olaraq ötürülən bir xəstəlikdir və bu cür mutasiyalar nəticəsində yaranır. Xəstəliyin müxtəlif formaları var. Bu, resessiv bir əlamətdir, yəni xəstəliyə tutulmaq üçün bir şəxs mutasiya edilmiş genin iki nüsxəsini miras almalıdır.

Şəkil 2.95 - Kapilyarlarda qanın hərəkəti. Üst - normal qırmızı qan hüceyrələri. Alt - oraqlı qırmızı qan hüceyrələri

Yetkinlərdə hemoglobinin üstünlük təşkil edən forması HbA təyin edilmiş hemoglobin A-dır (iki &alfa zəncir və iki &beta zəncir). Mutant forması HbS kimi tanınır. Ən çox rast gəlinən mutasiya, &beta zəncirinin yeddinci amin turşusu (bəzi hesablama sxemləri onu altıncı amin turşusu adlandırır) üçün kodonun ortasında A-dan T-yə qədər mutasiyadır.Bu, GAG kodonunun GTG-yə çevrilməsi ilə nəticələnir və beləliklə, həmin mövqedə müəyyən edilmiş amin turşusunu qlutamik turşudan valinə dəyişir. Bu kiçik dəyişiklik &beta-qlobin zəncirlərinin səthində kiçik bir hidrofobik amin turşusu yamağı yerləşdirir.

Polimerləşmə

Şəkil 2.96 - Hemoqlobinin altı müxtəlif qlobinin ifadə nümunəsi - &alfa,&beta,&qamma,&epsilon,&delta və &zeta Şəkil Aleia Kim tərəfindən

Aşağı oksigen şəraitində bu hidrofobik yamalar bir-biri ilə birləşərək hemoglobin molekullarının uzun polimerlərini əmələ gətirir. Nəticə odur ki, onları ehtiva edən qırmızı qan hüceyrələri yuvarlaq olmaqdan oraq şəklini meydana gətirmək üçün formasını dəyişəcək (Şəkil 2.94). Dairəvi qırmızı qan hüceyrələri kiçik kapilyarlardan asanlıqla keçir, lakin oraq formalı hüceyrələr bunu etmir.

Daha da pisi, digər qan hüceyrələrinin axınının qarşısını alırlar. Bu tıxanmaların baş verdiyi toxumalarda artıq oksigen azdır, ona görə də onların vasitəsilə qan axınının dayandırılması onların tez anaerob vəziyyətə düşməsinə, ağrıya və bəzi hallarda toxumanın ölümünə səbəb olur. Ağır hallarda qırmızı qan hüceyrələrinin ölümünə səbəb ola bilər. Xəstəliyə anemiya deyilir, çünki qırmızı qan hüceyrələrinin oraqları bədənin qan monitorinqi sistemi tərəfindən çıxarılmasını hədəfləyir, buna görə də xəstəliyi olan bir insanda qırmızı qan hüceyrələrinin sayı xroniki olaraq azalır.

Heterozigot üstünlüyü

Maraqlıdır ki, malyariyanın qabarıq olduğu ərazilərdə xəstəlik üçün heterozigot olan insanlar üçün seçici üstünlük var. Heterozigotlar xəstəliyin aşkar pis təsirlərinə məruz qalmırlar, lakin onların qırmızı qan hüceyrələri yoluxduqda qırılmağa daha həssas görünür. Nəticədə, parazitin çoxalma şansı azalır və yoluxmuş şəxsin sağ qalma şansı daha yüksək olur.

Mutant genin qoruyucu təsiri tam şişmiş xəstəlikdən əziyyət çəkən insanlara şamil edilmir (mutant gen üçün homozigotlar). Xəstəliyin müalicəsinə transfüzyon, ağrının aradan qaldırılması və ağır yükdən qaçınmaq daxildir. Dərman hidroksiüre hücumların sayının və şiddətinin azalması, həmçinin sağ qalma müddətinin artması ilə əlaqələndirilmişdir1,2. Təxminən 6 həftəlik yaşdan sonra adətən əhəmiyyətli dərəcədə sintez olunmayan fetal hemoglobin geninin ifadəsini yenidən aktivləşdirməklə işləyir.

Oksigen bağlanması

Heyvanların bütün digər orqanizmlərdən fərqli olaraq oksigenə ehtiyacı var. Oksigen, əlbəttə ki, heyvanlarda son elektron qəbuledicisidir və elektron nəqlinin işləməsi üçün lazımdır. Elektron nəqli fəaliyyət göstərdikdə, hüceyrələr tərəfindən ATP əmələ gəlməsi onun olmamasından dəfələrlə daha səmərəli olur. Əzələ daralması üçün çoxlu ATP vacib olduğundan və heyvanlar çox hərəkət etdiyindən - ov tutmaq, idman etmək, təhlükədən qaçmaq və s., bol oksigen ehtiyatının olması vacibdir.

Bu, xüsusilə toxumaların dərinliklərində narahatlıq doğurur, burada oksigenin tək diffuziyası (böcəklərdə olduğu kimi) uzun müddətli yaşamaq üçün lazım olan kifayət qədər miqdarda təmin etmir. Bu məsələ bitkilər üçün problem deyil, çünki onların hərəkətləri böyük ölçüdə böyümə ilə bağlıdır və buna görə də heyvanların oksigenə olan ehtiyacları/tələbləri sürətlə dəyişir. Birhüceyrəli orqanizmlər oksigen əldə etmək və onsuz yaşamaq üçün müxtəlif mexanizmlərə malikdir. Hemoqlobindən başqa iki vacib oksigen bağlayan zülal miyoqlobin və hemosiyanindir.

Şəkil 2.97 - Mioqlobin oksigenlə bağlıdır

Mioqlobin heyvanların əzələ toxumalarında olan əsas oksigen saxlama zülalıdır. Bütün bədəndə dolaşan hemoglobindən fərqli olaraq, miyoqlobin zülalı yalnız əzələ toxumasında olur və yalnız zədədən sonra qanda görünür. Hemoqlobin kimi, miyoqlobin də tərkibindəki protez heme qrupunda oksigeni bağlayır.

Ətin qırmızı rəngi miyoqlobinin hemindən yaranır və ətin bişirilməsi zamanı qızarması, mioqlobinin rsquos heminin dəmir (Fe++) ionunun bişmə prosesində oksidləşmə yolu ilə dəmir (Fe+++) ionuna oksidləşməsi nəticəsində yaranır. Ət atmosferimizdə (oksigenlə zəngin mühit) oturduqca Fe++-nın Fe+++-a oksidləşməsi baş verir və yuxarıda qeyd olunan qəhvəyi rəng qalır. Əgər ət karbonmonoksit (CO) mühitində saxlanılırsa, CO hem qrupuna bağlanır və oksidləşmənin miqdarını azaldır, bu da ətin daha uzun müddət qırmızı görünməsini təmin edir.

Yüksək yaxınlıq

Mioqlobin (Şəkil 2.97) hemoglobinə nisbətən aşağı oksigen konsentrasiyalarında oksigenə daha yüksək yaxınlıq nümayiş etdirir və buna görə də bu şəraitdə hemoglobin tərəfindən çatdırılan oksigeni udmaq qabiliyyətinə malikdir. Mioqlobinin oksigenə yüksək yaxınlığı onu oksigenin saxlanması üçün çatdırılmadan daha uyğun edir. Zülal globinin tək bir alt bölməsi kimi mövcuddur (dörd alt bölmədən ibarət hemoglobindən fərqli olaraq) və hemoglobində olan alt bölmələrlə əlaqəlidir. Balinalar və suitilər kimi okeanın dərinliklərinə dalan məməlilərin əzələləri xüsusilə yüksək miqdarda miyoqlobinə malikdir. Əzələlərdə oksigen konsentrasiyası aşağı səviyyələrə düşdükdə, miyoqlobin öz oksigeni buraxır, beləliklə, oksigen &ldquobattery&rdquo kimi fəaliyyət göstərir, lazım olduqda oksigen yanacağını çatdırır və bütün digər şərtlərdə onu saxlayar. Mioqlobin, 1958-ci ildə John Kendrew tərəfindən rentgen kristalloqrafiyası ilə 3D strukturunun təyin olunduğu ilk zülal olma xüsusiyyətinə malikdir və bu nailiyyətə görə o, daha sonra Nobel mükafatını qazanmışdır.

Şəkil 2.98 - Mioqlobinin heması ilə bağlı oksigen Wikipedia

Şəkil 2.99 - Hemosiyanin Wikipedia-da oksigenin bağlanması

Hemosiyanin mollyuskaların və artropodların bədənlərində oksigeni daşıyan zülaldır. Bu, mis tərkibli zülaldır ki, bu orqanizmlərin qan hüceyrələrində deyil, daha çox onların malik olduğu dövran edən hemolimfada dayandırılır. Hemosiyaninin oksigen bağlayan yeri altı histidin yan zəncirinin imidazol halqaları ilə zülala birbaşa koordinasiya olunmuş bir cüt mis (I) kationunu ehtiva edir.

Şəkil 2.100 - Hemosiyanin (bənövşəyi) qırmızı qaya xərçəngi Wikipedia

Hemosiyaninlərin əksəriyyəti, lakin hamısı deyil, oksigeni qeyri-kooperativ şəkildə bağlayır və oksigeni daşımaqda hemoglobindən daha az effektivdir. Xüsusilə, at nalı xərçənglərinin və bəzi digər artropodların hemosiyaninləri, əslində, oksigeni birgə birləşdirir. Hemosiyanin tərkibində bir oksigen molekulunu (O2) bağlaya bilən iki mis atomu olan çoxlu subunit zülalları var. Subunit zülalların atom kütlələri təxminən 75 kilodalton (kDa) təşkil edir. Bunlar növlərdən asılı olaraq dimerlərdə və ya heksamerlərdə düzülə bilər. Dimer və ya heksamer komplekslərindən ibarət üst quruluşlar zəncir və ya klasterlərdə düzülür və 1500 kDa-dan çox molekulyar çəkiyə malikdir.


Videoya baxın: 2,3 BPG and Hemoglobin (Yanvar 2023).