3.7. Присутствие дистального гистидина снижает связывание оксида углерода

Оксид углерода ядовит, так как, присоединяясь к ферромиоглобину или феррогемоглобину, он препятствует транспорту кислорода в организме. Гему свойственно высокое сродство к . В водном растворе связывание свободным гемом происходит примерно в 25 000 раз сильнее, чем связывание Однако в составе гемоглобина или миоглобина сродство гема к превышает сродство к только примерно в 200 раз. Каким же образом эти белки подавляют природное предпочтение гемом оксида углерода? Ответ был получен при рентгеноструктурном анализе и инфракрасной спектроскопии комплексов и с миоглобин ом и модельными железопорфиринами. Железопорфирины обладают очень высокой степенью сродства к в их комплексах с атомы расположены на одной прямой (рис. 3.21). В комплексе же миоглобина с ось находится под углом к связи Расположению на одной прямой со связью препятствует главным образом наличие дистального гистидина. С другой стороны, ось находится под углом к связи как в оксимиоглобине, так и в модельных соединениях. Следовательно, под влиянием белка координируется с железом под углом к связи а не на одной прямой с ней. Такая наклонная геометрия, обусловленная глобином, ослабляет взаимодействие гема с и в то же время создает оптимальные условия для связывания

Пониженное сродство миоглобина и гемоглобина к имеет очень важное значение для биологических процессов. Оксид углерода представлял потенциальную опасность еще задолго до развития индустриализации. Дело в том, что образуется эндогенно при расщеплении гема (разд. 21.16). Таким образом, генерирование оксида углерода в организме неразрывно связано с использованием им гема. Эндогенно образуется такое количество которое блокирует участков связывания кислорода в миоглобине и гемоглобине. Разумеется, такой уровень торможения невелик. Однако если бы относительное сродство этих белков к было примерно таким, какое характеризует свободные железопорфирины, то эндогенно образованный оксид углерода вызывал бы серьезное отравление. Природа решила вопрос таким образом, что в ходе эволюции появились гемосодержащие белки, которые в силу стерических факторов ослабляют связывание гемом но не