3.12. Рентгеноструктурный анализ гемоглобина

Как упоминалось ранее, пространственную структуру гемоглобина А определили Макс Перутц и сотрудники. Этот монументальный труд был начат в 1936 г., когда для выполнения дипломной работы Перутц уехал из Австрии в Англию в Кембридж и начал работать в лаборатории Джона Бернала (J. Bernal), где двумя годами ранее были получены первые рентгеновские отпечатки кристаллов белка. Бернал и студентка-дипломница Дороти Кродфут Ходжкин (D. С. Hodgkin) получили отличные отпечатки дифракции пепсина и таким образом показали, что белкам свойственна точно определенная структура. Еще в 1934 г. они предсказали перспективность применения рентгеноструктурного анализа как метода, «позволяющего получить гораздо более подробные сведения о белковой структуре по сравнению с тем, что могли дать

Рис. 3.24.

Модель гемоглобина при низком разрешении. а-Цепь показана желтым, -цепь - синим, гем-красным. (Perutz M.F., The hemoglobin molecule, Scientific American, Inc., 1964.)

Рис. 3.25.

Сравнение конформации главной цепи миоглобина и -цепи гемоглобина. Сходство конформаций совершенно очевидно, (Perutz M.F., The hemoglobin molecule, Scientific American, Inc., 1964.)

предшествовавшие физические и химические подходы». Прошло, однако, более 20 лет, прежде чем этот прогноз оправдался. В тот период, когда Перутц избрал объектом своей работы гемоглобин, самым высокомолекулярным соединением с расшифрованной структурой был краситель фталоцианин, состоящий из 58 атомов. Перутц же взялся за молекулу в сотни раз большую, Не удивительно, что «мои товарищи смотрели на меня с жалостливой улыбкой... По счастью, экзаменаторы, принимавшие мою дипломную работу, не настаивали на окончательном установлении структуры, иначе бы я оставался студентом-дипломником в течение 23 лет». Однако Лоуренс Брэгг (L. Bragg), который вместе со своим отцом впервые в 1912 г. применил рентгеноструктурный анализ, стал в это время во главе Кавендишской лаборатории и поддержал работу Перутца. Он писал: «Я не обманывал себя в отношении перспективы. Дело выглядело так, как если бы нулевую вероятность успеха помножили на бесконечную важность искомого результата; результат этой математической операции был никому не известен». Успех пришел в 1959 г., когда Перутц получил карту электронной плотности низкого разрешения для оксигемоглобина лошади. Впоследствии были получены карты высокого разрешения как для окси- так и дезоксигемоглобина лошади и человека, Гемоглобины этих двух видов очень близки по своей структуре.