Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus
Методом ЯМР-релаксации изучена внутримолекулярная подвижность трех электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины. Установлено, что фракции гемоглобина с большей внутримолекулярной подвижностью имеют больший общий объем гидрофобных полостей и характеризуются меньшим сродством к кислороду....
Збережено в:
| Дата: | 1998 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України
1998
|
| Назва видання: | Биополимеры и клетка |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155593 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus / С.В. Коношенко, Т.В. Осляк // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 5. — С. 434-437. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-155593 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1555932025-02-09T15:48:45Z Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus Взаємозв'язок структурно-динамічних властивостей та спорідненості з киснем електрофоретичних фракцій гемоглобіну дельфіна-афаліни Tursiops truncatus Correlation of structure-dynamic properties and oxygen affinity lo haemoglobin's electrophoretic fractions of dolphiri-afaline Tursiops truncatus Коношенко, С.В. Осляк, Т.В. Структура и функции биополимеров Методом ЯМР-релаксации изучена внутримолекулярная подвижность трех электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины. Установлено, что фракции гемоглобина с большей внутримолекулярной подвижностью имеют больший общий объем гидрофобных полостей и характеризуются меньшим сродством к кислороду. Методом ЯMP-релаксації вивчено внутрішньомолекулярну рухливість трьох електрофоретичних фракцій гемоглобіну дельфіна-афаліни. Встановлено, що фракції гемоглобіну з більшою внутрішньомолекулярною рухливістю мають більший загальний об'єм гідрофобних порожнин та характеризуються меншою спорідненістю з киснем. Intramolecular mobility of all fractions of haemoglobin in dolphin-afaline Tursiops truncatus has been studied by method of NMR-ralaxation. It has been determined that haemoglobin's fractions with more intramolecular mobility have more volume of hydrophobic cavities and smaller affinity to oxygen. 1998 Article Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus / С.В. Коношенко, Т.В. Осляк // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 5. — С. 434-437. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. 0233-7657 DOI: http://dx.doi.org/10.7124/bc.0004E8 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155593 ru Биополимеры и клетка application/pdf Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров |
| spellingShingle |
Структура и функции биополимеров Структура и функции биополимеров Коношенко, С.В. Осляк, Т.В. Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus Биополимеры и клетка |
| description |
Методом ЯМР-релаксации изучена внутримолекулярная подвижность трех электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины. Установлено, что фракции гемоглобина с большей внутримолекулярной подвижностью имеют больший общий объем гидрофобных полостей и характеризуются меньшим сродством к кислороду. |
| format |
Article |
| author |
Коношенко, С.В. Осляк, Т.В. |
| author_facet |
Коношенко, С.В. Осляк, Т.В. |
| author_sort |
Коношенко, С.В. |
| title |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus |
| title_short |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus |
| title_full |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus |
| title_fullStr |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus |
| title_full_unstemmed |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus |
| title_sort |
взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины tursiops truncatus |
| publisher |
Інститут молекулярної біології і генетики НАН України |
| publishDate |
1998 |
| topic_facet |
Структура и функции биополимеров |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/155593 |
| citation_txt |
Взаимосвязь структурно-динамических свойств и сродства к кислороду электрофоретических фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops truncatus / С.В. Коношенко, Т.В. Осляк // Биополимеры и клетка. — 1998. — Т. 14, № 5. — С. 434-437. — Бібліогр.: 20 назв. — рос. |
| series |
Биополимеры и клетка |
| work_keys_str_mv |
AT konošenkosv vzaimosvâzʹstrukturnodinamičeskihsvojstvisrodstvakkisloroduélektroforetičeskihfrakcijgemoglobinadelʹfinaafalinytursiopstruncatus AT oslâktv vzaimosvâzʹstrukturnodinamičeskihsvojstvisrodstvakkisloroduélektroforetičeskihfrakcijgemoglobinadelʹfinaafalinytursiopstruncatus AT konošenkosv vzaêmozvâzokstrukturnodinamíčnihvlastivostejtasporídnenostízkisnemelektroforetičnihfrakcíjgemoglobínudelʹfínaafalínitursiopstruncatus AT oslâktv vzaêmozvâzokstrukturnodinamíčnihvlastivostejtasporídnenostízkisnemelektroforetičnihfrakcíjgemoglobínudelʹfínaafalínitursiopstruncatus AT konošenkosv correlationofstructuredynamicpropertiesandoxygenaffinitylohaemoglobinselectrophoreticfractionsofdolphiriafalinetursiopstruncatus AT oslâktv correlationofstructuredynamicpropertiesandoxygenaffinitylohaemoglobinselectrophoreticfractionsofdolphiriafalinetursiopstruncatus |
| first_indexed |
2025-11-27T15:51:14Z |
| last_indexed |
2025-11-27T15:51:14Z |
| _version_ |
1849959342491566080 |
| fulltext |
I S S N 0233-7657. Биополимеры и клетка. 1998. Т. 14. № 5
Взаимосвязь структурно-динамических свойств
и сродства к кислороду электрофоретических
фракций гемоглобина дельфина-афалины Tursiops
truncatus
С В. Коношенко, Т. В. Осляк
Симферопольский государственный университет
333036, Симферополь, ул. Ялтинская, 4
Методом ЯМР-релаксации изучена внутримолекулярная подвижность трех электрофоретических
фракций гемоглобина дельфина-афалины. Установлено, что фракции гемоглобина с большей
внутримолекулярной подвижностью имеют больший общий объем гидрофобных полостей и
характеризуются меньшим сродством к кислороду.
Введение. Гемоглобин является одним из компо
нентов общей системы молекулярных механизмов
адаптации, действие которых направлено на под
держание оптимального уровня жизнедеятельности
организма в различных условиях существования.
Имеющиеся в литературе данные [1—3] свидетель
ствуют о важном приспособительном значении
структурно-функциональной гетерогенности гемо-
глобинов в регуляции кислородного режима у жи
вотных.
Несмотря на всю широту проводимых исследо
ваний, работы по изучению структурных и функ
циональных свойств гемоглобинов в сравнительном
аспекте не дают возможности получить полной
оценки изменений различных параметров внутри
молекулярной структуры гемоглобина и его функ
циональной активности в процессе филогенеза. Ма
лоизученным остается вопрос об особенностях
внутримолекулярной динамики различных типов
гемоглобина и ее связи со структурными и функци
ональными параметрами гемоглобинов, принадле
жащих животным разного уровня организации.
Целью настоящей работы было изучение внут
римолекулярной подвижности, общего объема гид
рофобных полостей и сродства к кислороду элект-
© С В. КОНОШЕНКО, Т. В. ОСЛЯК, 1998
рофоретических фракций гемоглобина дельфина-
афалины и определение возможной связи структур
но-динамических свойств фракций гемоглобина с
их функциональной активностью.
Материалы и методы. Материалом для иссле
дования служил гемоглобин черноморского дельфи
на-афалины Tursiops truncatus. Кровь брали у 11
половозрелых особей, адаптированных к условиям
содержания в Государственном Океанариуме Укра
ины (Севастополь). Гемоглобин выделяли по [4],
гемолизируя эритроциты в присутствии дистилли
рованной воды.
Фракционный состав гемоглобина изучали с
помощью диск-электрофореза в 7 %-м ПААГ [5].
Фракции гемоглобина выделяли препаративным
электрофорезом в блоках 7 %-го ПААГ [6]. Элек
трофорез проводили в трис-глициновом буфере (рН
8,3) при напряжении 50 В и силе тока 10—20 мА
на блок геля.
Внутримолекулярную динамику фракций ге
моглобинов изучали методом ЯМР-релаксации
[7—10]. Релаксационные показатели снимали на
ЯМР-релаксометре «Minispec-120» («Вгикег», ФРГ)
при температуре 25 °С В качестве исследуемых
образцов использовали 10 %-е растворы гемоглоби
нов в тяжелой воде (D 2 0) .
Напряженность магнитного поля составляла
1,7 Т, частота резонанса — 20 мГц. Процессы
434
К.ОНОШЕНКО с. в., о с л я к т. в.
спин-спиновой релаксации в гемоглобинах изучали
одноимпульсной методикой по спаду свободной ин
дукции. Спад свободной индукции регистрировали
в режиме диодного детектирования. Время между
90°-ми импульсами составляло 1 с.
Общий объем гидрофобных полостей молекул
гемоглобина исследовали методом солюбилизации
углеводорода (бензола) с помощью рефрактометра
ИРФ-23 при длине волны 589 нм [11].
Объем гидрофобных полостей рассчитывали на
основании величины связывания бензола молеку
лами белка (N; моль/моль) и выражали в А 3 [11].
Сродство фракций гемоглобина к кислороду изуча
ли путем построения кривых кислородной диссоци
ации [12], определяя показатели полунасыщения
гемоглобина кислородом (Р 5 0 ) . Содержание метге-
моглобина в растворах определяли по [13]; во всех
исследуемых пробах уровень его не превышал 3 %.
Результаты и обсуждение. Методом диск-элек
трофореза в 7 %-м ПААГ гемоглобин дельфина-
афалины разделяется на три электрофоретические
фракции: две главные (Hb-З и НЬ-2) и одну
минорную (НЬ-1), соотношение которых составля
ет 4:5:1 соответственно, а электрофоретическая
подвижность к аноду снижается в направлении
НЬ-1 НЬ-2 -» НЬ-3. Изучение процессов спин-
спиновой релаксации в протонных системах фрак
ций гемоглобина позволило оценить уровень их
внутримолекулярной подвижности. Значения вре
мени релаксации (Т 2) быстрорелаксирующего ком
понента (БРК) спада свободной индукции (ССИ),
полученные методом ЯМР-релаксации для фрак
ций гемоглобина дельфина, следующие:
Т 2 БРК (ССИ) 10 мс"3 для НЬ-1 (минорный
компонент) равно 4,9 ± 0,008;
для НЬ-2 (компонент с наиболее высоким со
держанием белка) — 4,4 ± 0,01;
для НЬ-3 — 4,7 ± 0,009.
По данным литературы [9, 14], полученные
значения времени релаксации свидетельствуют о
том., что быстрорелаксирующий компонент спада
свободной индукции соответствует релаксации про
тонов наиболее плотно упакованных и малопод
вижных участков белковой глобулы. В связи с этим
время релаксации БРК спада свободной индукции
может быть использовано как параметр внутримо
лекулярной подвижности в белке, несущий инфор
мацию о динамической структуре наименее ла
бильных участков макромолекулы. Полученные
значения времени релаксации свидетельствуют о
том, что электрофоретические фракции гемоглоби
на дельфина отличаются по уровню внутримолеку
лярной подвижности. Наиболее высокой внутримо
лекулярной подвижностью характеризуется минор
ная фракция НЬ-1, а наименьшей — главная фрак
ция НЬ-2, составляющая 50 % от общего содержа
ния гемоглобина.
Изучение общего объема гидрофобных поло
стей молекул исследуемых фракций методом солю
билизации бензола (таблица) позволило устано
вить взаимосвязь в показателях их внутримолеку
лярной динамики и в н у т р и м о л е к у л я р н о й
структуры. Увеличение общего объема гидрофоб
ных полостей молекул гемоглобина корелирует с
возрастанием их внутримолекулярной подвижно
сти, что видно на графике (рисунок), при построе-
Солюбилизация бензола фракциями гемоглобина
дельфина-афалины
/«.V
2.6-1
I г 2,2
Взаимозависимость времени релаксации (Т 2 ) и показателя свя
зывания бензола, N (7) , и с величиной Р$0 (2) для фракций
гемоглобина дельфина
435
нии которого аппроксимацию прямой линией вы
полняли по методу наименьших квадратов. Осно
вываясь на представлениях о взаимосвязи общего
объема гидрофобных полостей белковых молекул с
«жесткостью» их структуры [11, 15], можно пред
положить, что молекулы гемоглобинов с большим
объемом гидрофобных полостей менее плотно упа
кованы. Возможно, это является одной из причин
их большей внутримолекулярной подвижности.
Из трех электрофоретических фракций гемог
лобина дельфина главная фракция НЬ-2 характе
ризуется наибольшим сродством к кислороду. Уста
новленная величина полу насыщения кислородом
данной фракции Р 5 0 составляет 22 ± 1,1 мм рт. ст.,
что более характерно для гемоглобинов позвоноч
ных, обитающих только в воде или в воде и на
суше [16].
Фракция НЬ-3 (также с высоким содержанием
белка) проявляет меньшее сродство к кислороду.
Величина Р 5 0 фракции Hb-З составляет 26 ± 0,8 мм
рт. ст. и находится в пределах значений, характер
ных для главных фракций гемоглобинов млекопи
тающих [16]. Минорная фракция НЬ-1 проявляет
самое низкое сродство к кислороду (Р 5 0 = 28 ±
± 0,9 мм рт. ст.).
Видимо, сочетание фракций гемоглобина с вы
соким и низким сродством к кислороду способству
ет более длительному пребыванию дельфинов под
водой, что имеет важное адаптационное значение.
Наблюдается хорошо выраженная взаимосвязь
показателя внутримолекулярной динамики фрак
ций гемоглобина с их сродством к кислороду: фрак
ции с меньшим сродством к кислороду характери
зуются большей внутримолекулярной подвижно
стью (см. рисунок). Эти данные подтверждают
результаты предыдущих исследований, полученные
при изучении гемоглобинов отдельных представи
телей позвоночных [17—19 ], а также позволяют
прийти к выводу о возможности коррелирующего
влияния общего объема гидрофобных полостей и
внутримолекулярной подвижности белковых моле
кул на R -> Т-конформационный переход при де-
зоксигенации гемоглобина [20].
С. В Копошенко, Т. В. Осляк
В з а є м о з в ' я з о к с т р у к т у р н о - д и н а м і ч н и х в л а с т и в о с т е й та
спорідненості з киснем електрофоретичних фракцій гемоглобіну
дельфіна-афаліни Tursiops truncatus
Резюме
Методом Я MP-релаксації вивчено внутріиіньомолекулярну
рухливість трьох електрофоретичних фракцій гемоглобіну
дельфіна-афаліни. Встановлено, що фракції гемоглобіну з біль-
СВЯЗЬ СТРУКТУРЫ И СРОДСТВА К КИСЛОРОДУ ГЕМОГЛОБИНА
июю внутрішньомолекулярною рухливістю мають більший
загальний об'єм гідрофобних порожнин та характеризуються
меншою спорідненістю з киснем.
S. V. Konoshenko, Т. V. Osliak
Correlation of structure-dynamic properties and oxygen affinity lo
haemoglobin's electrophoretic fractions of dolphin-afaline Tursiops
truncatus
Summary
Intramolecular mobility of all fractions of haemoglobin in dolphin-
afaline Tursiops truncatus has been studied by method of NMR-
ralaxation. It has been determined that haemoglobin's fractions with
more intramolecular mobility have more volume of hydrophobic
cavities and smaller affinity to oxygen.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дударев В. П. Роль гемоглобина в механизмах адаптации
к гипоксии и гипероксии.—Киев: Наук, думка, 1979.—
150 с.
2. Стародуб И. Ф. Гетерогенная система гемоглобина. Струк
турные особенности, физико-химические и функциональ
ные свойства отдельных форм гемоглобина и их роль в
биохимической адаптации организма к условиям жизни / /
Успехи современ. биологии.—1985.—99, № 3 .—С. 385
400.
3. Лукьяненко В. И., Васильев А. С , Лукьяненко В. В.
Гетерогенность и полиморфизм гемоглобина рыб.—С. Пе
тербург: Наука, 1991 .—392 с.
4. Drabkin D. A simplifide technique for large scole crystallization
of haemoglobin in the cristalline / / Arch, biochem.—1949.—-
2 1 , N 5 .—P. 242—249 .
5. Davis D. Disk electrophoresis. II. Method and application to
human serum proteins / / A n n . N. Y. Acad. Sci. —1964. — 1 2 1 ,
N 11.—P. 404—406.
6. Ажицский Г. Ю., Багдасарьян С. II. Возможность выделе
ния мономерного иммунохимически чистого сывороточного
альбумина / / Лаб. дело. — 1 9 8 5 . — № 12.—С. 712—714.
7. Ватман А. А., Пронин И. С. Ядерная магнитная релак
сация и ее применение в химической физике.—М.: Наука,
1979.—235 с.
8. Ватман А. А., Пронин И. С. Ядерная магнитная релак
сационная спектроскопия.—М.: Энергоатомиздат, 1986.
9. Аксенов С. И. Исследования динамической структуры
глобулярных белков импульсными методами ядерного маг
нитного резонанса / / Молекуляр. биология. —1983 . —17,
№ 3 .—С. 4 7 5 — 4 8 3 .
10. Федотов В. Д Ядерный магнитный резонанс и внутри
молекулярная подвижность белков / / Там же .—С. 493—
504 .
11. Измайлова В. Я . , Ребиндер П. А. Структурообразование в
белковых системах.—М.: Наука, 1974 .—329 с.
12. Шорохов Ю. А. Спектрофотометрический метод опреде
ления кривой диссоциации оксигемоглобина в кювете де
сатуратора / / Физиол. ж у р н . — 1 9 7 4 . — 6 0 , № 4.—С. 654—
657.
13. Куиіаковский М. С. Метгемоглобинемии / / Справочник по
функциональной диагностике.—М.: Медицина, 1970.—
С. 423—427.
14. Иванников А. И., Абрамов В. М., Волков В. Я., Завьялов
В. 77. Сравнительные исследования динамических конфор-
436
КОНОШЕНКО с. в., осляк т. в.
мационных свойств миеломных иммуноглобулинов G чело
века разных подклассов импульсным методом ЯМР / /
Молекуляр. биология.—1983.—17, № 4 .—С. 73 4 — 740 .
15. Остоловский Е. М.> Боцянский А Д. , Задорожный Б. А. О
внутримолекулярной структуре сывороточного альбумина
млекопитающих / / Биофизика. — 1 9 9 0 . — 3 5 , № 5 . —
С. 762—764 .
16. Коноиіенко С. В., Абдель Рахман Сравнительная характе
ристика некоторых физико-химических и структурно-фун
кциональных свойств гемоглобина в ряду позвоночных / /
Журн. эволюц. биохимии и ф и з и о л о г и и . — 1 9 9 4 . — 3 0 ,
№ 5 , - С . 6 8 3 - 6 8 9 .
17. Berzhansky М. К, Konoshenko S. V., Kunevich А. К ,
Ostolovsky Е. М. H-NMR-relaxation at T-»R transition of
haemoglobin / / Proc. of XV Int. conf. of magnetic resonance
in biol. systems.—Jerusalem, 1992 .—P. 219.
18. Коноиіенко С. В. Внутримолекулярная подвижность и сро
дство к кислороду гемоглобинов среднеазиатской черепахи
Testudo horsfieldi и ужа водяного Natrix tessellata II
Биополимеры и клетка.—1993.—9, № 6 .—С. 47—50.
19. Коношенко С. В., Байола Иссо. Сравнительная харак
теристика внутримолекулярной подвижности и сродства к
кислороду гемоглобинов в ряду позвоночных / / Там же .—
1994 .—10, № 2 .—С. 7 2 — 7 4 .
20. Peruts М. Mechanism of cooperativity and allosteric regulation
in protein / / N a t u r e . — 1 9 9 0 . — 3 4 7 , N 6290 .—P. 241—242.
Поступила в редакцию 25.11.97
437
|