Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения

Вашанов, Геннадий Афанасьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения"

На правах рукописи

Вашанов Геннадий Афанасьевич

РОЛЬ СУБЪЕДИНИЧНЫХ КОНТАКТОВ В ПРОЯВЛЕНИИ ГЕМОГЛОБИНОМ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ В УСЛОВИЯХ РАЗЛИЧНОГО МИКРООКРУЖЕНИЯ

03.00.02 - Биофизика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени докторабиологическихнаук

Воронеж-2004

Работа выполнена в Воронежском государственном университете Научный консультант:

доктор биологических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор Артюхов Валерий Григорьевич

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, заслуженный деятель науки РФ, профессор Холмогоров Владимир Евгеньевич доктор биологических наук, профессор Рощупкин Дмитрий Иванович доктор химических наук, профессор Селеменев Владимир Федорович

Ведущая организация: кафедра биофизики биологического факульетета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (зав. кафедрой — чл.-корр. РАН Рубин А.Б.)

Защита состоится «15» апреля 2004 г. в 14°° на заседании Диссертационного совета Д 212.038.03 при Воронежском государственном университете (394006, Воронеж, Университетская пл., 1, конференцзал).

С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке Воронежского госуниверситета.

Автореферат разослан « ¿¡Л> марта 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета //

кандидат биологических наук,

доцент / / М.Ю. Грабович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Наибольший удельный вес всех белковых компонентов крови, как плазменных, так и эритроцитарных, составляют белки, осуществляющие транспорт различных низкомолекулярных лигандов. Жизненные функции человека и животных, направленные на поддержание гомеостаза, являются, в конечном итоге, транспортными функциями.

Среди транспортных белков более всего изучен гемоглобин, выполняющий в организме человека и животных функцию обратимого связывания кислорода и переноса его к местам потребления.

Гемоглобин как объект исследования имеет целый ряд преимуществ. К настоящему времени для него полностью идентифицированы первичная структура и взаимное расположение атомов в молекуле. Специфические особенности структурной организации этого гембелка для различных видов животпых позволяют проанализировать зависимость его функциональных свойств от последовательности расположения аминокислотных остатков в макромолекуле. На примере гемоглобина можно проследить роль отдельных компонентов (белкового и неорганического) в ходе ответной реакции на воздействие физико-химических факторов и их взаимовлияние друг на друга. Одновременно данный белок является удобной моделью для изучения влияшы различных агентов на ферменты, поскольку его простетическую группу—гсм—можно рассматривать как аналог активного центра. Приведенные факты в совокупности с легкостью получения предопределили неослабевающий интерес исследователей к гемоглобину как объекту исследований. Поэтому не случайно опубликовано большое количество работ, посвященных анализу структурно-функциональных свойств этого гембелка в условиях различного микроокружения (Л.А. Блю-менфельд, 1957; П.А. Коржуев, 1964; Л.И. Иржак, 1975; М.Б. РсгШ^, 1976; ВТ. Артюхов, 1995).

Вместе с тем до настоящего времени наименее разработанными остаются вопросы функционирования белков, обладающих четвертичной структурой. Олигомерная организация молекулы гемоглобина дает возможность оценивать роль субъединичных контактов в проявлении функциональной активности макромолекулы в целом, в ответной реакции макромолекулы на воздействие внешних факторов. Несомненно, такого рода исследования важны с точки зрения теоретической биофизики.

С целью развития представлений по указанной проблеме нами были проведены комплексные исследования по изучению влияния УФ-света широкого спектрального состава и некоторых природных антиоксидантов на конформа-ционный статус и функциональные свойства различных структурных форм гемоглобина. -----------

Важность изучения в о

тана

белковые системы обусловлена рядом причин. В силу того, что УФ-излучение является естественным экологическим фактором, организмы находятся под его постоянным влиянием. Это, вероятно, сыграло определяющую роль и в самом появлении, и в эволюционном развитии живых существ (А.И. Опарин, 1957; М.В. Волькенштейн, 1965; Р. Уэйн, 1991). Необходимость адаптации к нему проявляется и в условиях непосредственной жизнедеятельности индивидуальных организмов, что стало особенно актуально в связи с проблемами разрушения озонового слоя Земли — естественного защитного экрана от проникновения коротко- и средневолнового УФ-света, развитием современных технологических процессов, активным освоением космического пространства. Поэтому неудивительно, что влияние указанного агента на структуру белков достаточно полно изучено (В.Г. Артюхов, 1995). Накопленный экспериментальный материал и идентификация хромофоров, поглощающих энергию излучения, создают предпосылки для соотнесения проявляемых функциональных свойств с вполне определенными конформационными перестройками биомакромолекул.

Наиболее важным среди экологических факторов является длинноволновое УФ-излучение (ДУФ) сА=300—400 нм. Однако исследования в данной области не получили широкого развития и известны лишь единичные работы, посвященные анализу структурно-функциональных свойств биологических систем после его воздействия. Так, до настоящего времени остается неясным вопрос о природе хромофоров гемоглобина, ответственных за поглощение света в названном диапазоне длин волн, а также о роли их модификации в проявлении гембелком своей функциональной активности. Исходя го вышеизложенного, значительная часть наших исследований была направлена на изучение структурно-функциональных свойств гемоглобина человека, подвергнутого воздействию длинноволнового УФ-света (300—400 нм) в условиях различного микроокружения.

В связи с тем, что в ряде случаев возникает необходимость защиты организмов от действия УФ-излучения, особую актуальность приобретают вопросы разработки ее теоретических и практических основ, а также поиск эффективных химических соединений, выступающих в роли протекторов. Этой тематике посвящен также ряд разделов настоящей диссертационной работы.

Важной на сегодняшний день является и разработка эффективных кровезаменителей на основе химически модифицированного гемоглобина (Н.П. Кузнецова и соавт., 1996; 8. И1гош1 й а1., 1996), что обусловлено ограниченными сроками хранения и недостаточными объемами донорской крови. Однако внедрение таких соединений невозможно без активного исследования их структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения.

Цель и задачи работы. Целью настоящей работы явилось изучение роли субъединичных контактов в проявлении структурно-функциональных свойств гемоглобина в условиях различного микроокружения.

Задачи работы предусматривали:

1. Оценку уровня кислородсвязывающей активности различных структурных форм гемоглобина, различающихся по степени взаимодействия между субъединицами.

2. Изучение влияния интегрального и длинноволнового УФ-излучения на структурно-функциональные свойства различных образцов гемоглобина.

3. Исследование влияния природных антиоксидантов—ссротонина и кар-нозина—на уровень проявления функциональных свойств различных структурных форм гемоглобина.

4. Исследование сочетанного действия УФ-свста различного спектрального состава и названных антиоксидантов на уровень функционалыьной активности, проявляемой различными структурными формами гемоглобина.

5. Изучение эффективности и молекулярных механизмов антиоксидантно-го действия серотонина и карнозина при фотомодификации белковых систем.

6. Выявление корелляционной взаимосвязи между структурными изменениями, индуцированными воздействием УФ-квантов, и проявлением модифицированным белком функциональных свойств.

фора на апобелок. Установлены молекулярные механизмы фотопротекторного действия серотонина и карнозина по отношению к гембелку. Выявлены участки глобина, ответственные за комплексообразование с указанными антиок-сидантами. Оценены антиоксидантные свойства различных структурных форм гембелка, в том числе и его полифункциональных ассоциатов с каталазой и супероксиддисмутазой. Продемонстрирована важная роль олигомерной организации макромолекулы в уровне проявления собственных каталазной и пе-роксидазной активностей гембелка.

Практическая значимость. Полученные результаты вскрывают первичные механизмы ответной реакции белковых систем на воздействие УФ-света, расширяют представление о молекулярных процессах, лежащих в основе лечебного эффекта метода АУФОК. Эксперименты с использованием эффективных природных фотопротекторов (серотонин, карнозин) позволяют разработать практические основы избирательной фотозащиты отдельных компонентов системы крови. Результаты, полученные с использованием химически модифицированного гемоглобина (полигемоглобина), следует учитывать при разработке искусственных кровезаменителей.

Экспериментальные данные могут быть полезны при обсуждении вопросов молекулярной и экологической биофизики, прогнозирования поведения белковых систем, в условиях экологической нагрузки, в частности, при повышенном уровне УФ-радиации.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международных конференциях и симпозиумах: «International organic substances solvent extraction conference» (Voronezh, 1992), «Транспорт кислорода и антиоксидантные системы» (Гродно, 1993), «Эндогенные интоксикации» (Санкт-Петербург, 1994), «Физико-химические основы функционирования белков и их комплексов» (Воронеж, 1995,1998), «Критерии самоорганизации в физических, химических и биологических системах» (Москва—Суздаль, 1995), «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды» (Томск, 1995), «Urban ecology» (Rostov-on-Don, 1995), «Molecular order and mobility in polymer systems» (Saint-Petersburg, 1996), «Mathematical models of non-linear excitation, transport, dynamics, control in condenced systems and other mediums» (Tver, 1996), «Кислород и свободные радикалы» (Гродно, 1996), «Циклы природы и общества» (Ставрополь, 1997), «Биооксидант» (Москва, 1998); на Всесоюзных и Всероссийских конференциях: «Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии» (Воронеж, 1991), «Кислотно-основной и температурный гомеостаз» (Сыктывкар, 1994; 1997), «Физико-химические основы и практическое применение ионообменных процессов» (Воронеж, 1996), «Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств» (Санкт-Петербург, 1996); на I и II Съездах украинского

биофизического общества (Киев, 1994;Харьков, 1998), наХП иХШ Международных конгрессах по фотобиологии (Vienna, 1996; Saint-Francisco, 2000), на I Всероссийской конференции фотобиологов (Пущино, 1996), на Международном экологическом конгрессе (Voronezh, 1996), на II и III Всероссийских съездах фотобиологов (Пущино, 1998; Воронеж, 2001), на съездах Всероссийского физиологического общества им. И.П. Павлова (Ростов-на-Дону, 1998; Казань, 2002), на Международной школе «Проблемы теоретической биофизики» (Москва, 1998), на II съезде биофизиков России (Москва, 1999), на II Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2000), на VII Международной конференции по химии и фи-зико-химии олигомеров (Пермь, 2000), на 3-й региональной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Воронеж, 1995), на научно-практической конференции «Актуальные вопросы скорой медицинской помощи — реальность и перспективы» (Воронеж, 1996), на совещании-семинаре заведующих кафедрами биофизики и преподавателей, читающих курс «Биофизика» (Воронеж, 1996).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 коллективная монография, 14 статей, 21 тезисы.

На защиту выносятся следующие положения:

— УФ-излучение (240—400 нм) индуцирует модификацию областей контактов димеров типа ар;

-Структура хромофора гемоглобина, ответственного за поглощение ДУФ-излучения с Х1ПЗХ=342 нм, представляет собой, по-видимому, комплекс «ими-дазол дистального гистидина-кислород-центральный атом железа гема»;

— Ссротонин оказывает фотопротекторное действие по отношению к кис-лородтранспортной способности структурных форм гемоглобина, имеющих тстрамерную организацию;

— Молекулярные механизмы комилексообразования серотошша и карно-зина с гемоглобином, а также схемы возможных при этом химических реакций, осуществляющихся в области контактов димеров типа ар;

— Механизм антиоксидаптного действия серотошша и карпозина но отношению к кислородсвязывающей способности гемоглобина, обусловленный конкурентным акцептированием свободнорадикальных продуктов за счет реакций имидазолыюй и амиппой групп;

-Выдвинутая и схематически представленная концепция о роли контактов димеров типа ар в регулировании функциональной активности гемоглобина в условиях различного микроокружения.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа включает 347 страниц машинописного текста, 8 таблиц, 118 рисунков. Состоит из введения, 11 глав, заключения и выводов. Список литературы содержит 284 работы, из них

146 отечественных и 138 зарубежных.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА

В главе представлен обзор основных работ, посвященных анализу физико-химических и функциональных свойств различных структурных форм гемоглобина.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Растворы гемоглобина, суспензии эритроцитов и эритроцнтарных мембран выделяли из крови взрослых здоровых доноров.

Растворы серотонина получали из кристаллических коммерческих препаратов («Reanal», Венгрия; «Sigma», США) его солей—креатинин-сульфатной и гидрохлоридной. Растворы иодацетамида готовили из кристаллического препарата фирмы «Fluka» (Швейцария), карнозгаа — из кристаллических препаратов, полученных из мышц крупного рогатого скота (завод медицинских препаратов, г. Санкт-Петербург).

Оксигемоглобин в концентрациях 10-5— 10-4 моль/л в Na-фосфатном буфере (рН 7,4) выделяли с использованием метода (D. Drabkin, 1946; Л.А. Блю-менфельд, 1957), основанного на гемолизе эритроцитов под действием дистиллированной воды.

Метгемоглобин получали в результате окисления оксигемоглобина 2 %-ным раствором феррицнанида калия (В.Г. Артюхов, 1995) с последующей очисткой раствора гембелка от гобытка окислителя гель-хроматографией на колонке размерами 15x1 см, заполненной сефадексом G-25 («Pharmacia», Швеция).

Образование димеров окси- и метгемоглобина вызывали раствором NaCl с концентрацией 2 моль/л. Для получения димеров лигандированной и нелиган-дированной форм (тотальных димеров) использовался раствор KI с концентрацией 2 моль/л (Д.М. Рифкинд, 1978). Полученные димерные фракции очищали методом гель-хроматографии на колонке размерами 30x2,5 см, упакованной сефадексом G-75 («Pharmacia», Швеция). Для формирования гибридов валентности растворы димерных молекул окси- и метформ гемоглобина смешивали в различных соотношениях компонентов с последующим концентрированием путем диализа против двадцатикратного объема 2 моль/л раствора хлорида натрия, приготовленного на основе 0,1 моль/л Na-фосфатного буфера (рН 7,4).

Ионообменную хроматографию осуществляли на термостатируемой (37 °С) колонке размером 35x2,8 см, упакованной КМ-целлюлозой С-32 («Watmann», США) с номинальной емкостью 0,7 ± 0,1 молъхэкв/г. Элюирова-ние осуществляли 0,02 моль/л Na-фосфатным буфером с линейным градиентом рН 6,6-7,4 (Z. Szweda-Lewandowskaet al., 1981).

Молекулы полигемоглобина получали добавлением к исходному раствору тетрамеров оксигемоглобина гаутарового альдегида в соотношении компонентов 1:16 (F. D'Agnillo, T.M.S. Chang, 1998). Величина кажущейся молекулярной массы образцов (колонка 30x2,5 см, сефадекс G-200 («Pharmacia», Швеция)) составляла 310,0+0,3 кДа, что соответствует объединетно пяти тетрамеров гем-белка. Для формирования полифункциональных молекул применяли коммерческие препараты супероксиддисмутазы из эритроцитов быка («Boehringer Mannheim GmbH», Германия) и каталазы из печени быка (Олайнский завод химреактивов, Латвия).

Тени эритроцитов получали по методу Доджа (J.T. Dodge et al., 1963).

Регистрацию кривых диссоциации оксигемоглобина (КДО) осуществляли спектрофотометрическим методом, основанном на различиях в спектрах поглощения дезокси- и оксиформ гемоглобина в видимом диапазоне длин волн на оригинальной установке, созданной на кафедре биофизики и биотехнологии Воронежского госуниверситета (В.Г. Артюхов, ГА Вашанов, 1990). Величина константы Хилла определялась как тангенс угла наклона графика в координатах Хилла в точке полунасыщения (Ч. Кантор, П. Шиммел, 1985).

Каталазную, пероксидазную и супероксиддисмутазную активности образцов определяли спектрофотометрически при характеристических длинах волн (S. Marklund, J. Nordennman, О. Back, 1981; М.И. Савенкова, В.П. Курченко, Д.И. Метелица, 1984; С. Beuchamp, I. Fridovich, 1971; В.Н. Чумаков, Л.Ф. Осинская, 1979).

Регистрацию спектров фотофлуоресценции осуществляли на установке, изготовленной на кафедре биофизики и биотехнологии Воронежского университета.

Для выявления содержания 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах донорской крови использовали неэнзиматический метод (И.Л. Виноградова и соавт., 1979), основанный на определении фосфатов в хлорнокислых экстрактах после удаления нуклеотидов абсорбцией на угле.

Облучение растворов исследуемых образцов проводили в термостатируе-мой кювете (37,0 ± 0,5 °С) при непрерывном перемешивании. В качестве источника УФ-света использовали ртутно-кварцевую лампу типа ДРТ—400. Расстояние от оси лампы до кюветы с образцом—23 см. Для выделения из интегрального спектра излучения лампы УФ-света в диапазоне длин волн 240-390 нм использовали светофильтр УФС-1. Интенсивность УФ-облучения составляла Длинноволновая ультрафиолетовая составляющая спектра излучения лампы выделялась светофильтром УФС-3 с полосой пропускания 300—400 нм (tanax=360 нм). Интенсивность облучения в этом случае составляла 1,9 Дж/м2хмин.

Облучение исследуемой крови пациентов проводили с помощью аппарата

для АУФОК-терапии «Изольда», активно использующегося в клинической практике отделения гравитационной хирургии крови Воронежской городской больницы скорой медицинской помощи (Л.В. Поташов и др., 1977). Источником УФ-света служила кварцевая лампа ДРБ-8 мощностью 8 Вт, спектр излучения которой сосредоточен в основном (около 85 %) в диапазоне длин волн 200—280 нм. Экспозиционная доза облучения составляла 2-2,5 Дж/м2 на 1 кг массы тела больного.

Для получения кривых титрования растворов белков нами была использована установка, разработанная на кафедре биофизики и биотехнологии Воронежского госуниверситета (С.Г. Резван, 1996).

Термодинамические параметры растворов оксигемоглобина определяли, используя дифференциальный адиабатный сканирующий микрокалориметр ДАСМ-Л.

Дня вычисления процентного содержания основных лигадных форм гемоглобина использовалась эмпирическая система уравнений (А. /лай й а1., 1981).

Статистическую обработку результатов исследований проводили традиционным способом с использованием ^критерия при 5 %-ном уровне значимости.

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИХ СВОЙСТВ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ФОРхМ ГЕМОГЛОБИНА

Как следует из данных, представленных на рис. 1, кислородсвязывающая

способность гемоглобина в растворе характеризуется величиной Р50, равной 17,6±0,7 мм.рт.ст.. При этом константаХил-ла составляет Следовательно, за-

регистрированные нами КДО соответствуют описанным в литературе (П.А. Коржуев, 1964; ГА. Рябов, 1988).

Гемоглобин в составе эрнтроцитарной клетки обладает пониженным сродством к кислороду по сравнению с растворами гембелка, на что указывает сдвиг КДО вправо, в область больших значений парциального давления кислорода. Значение Р50 при этом составляет 25,7±0,9 мм рт.ст., однако, величина константы Хилла суще-сигсмоглобина- ственно не изменяется по сравнению с ра-

сосгавс'тршроц створами гембелка(а = 2,41±0,10)..Этире

зультаты также находятся в хорошем со

ответствии с литературными данными (Г.А. Рябов, 1988). Можно заключить, что изменение уровня обратимой оксигенации гемоглобина в клетке определяется суммой факторов, обеспечивающих функционирование эритроцита как изолированной системы. В первую очередь, это связано с активной ролью в регуляции газообмена эритроцитарной мембраны (в том числе и за счет связанной с мембраной формы гемоглобина), а также определенными условиями внутриклеточной среды эритроцита (например, присутствие 2,3-ДФГ, иных метаболитов, ионный состав и др.).

КДО для растворов гембелка и суспензий мембраносвязанного гемоглобина близки и существенно отличаются по положению от таковых, зарегистрированных для эритроцитов в целом. Значение Р50 для мембраносвязанного гембелка в наших исследованиях составляет 15,9 ±0,6 мм рт.ст. Однако обращает на себя внимание факт некоторого снижения величины а по сравнению как с растворами, так и с эритроцитарными клетками — до 2,21±0,05. По-видимому, это может быть объяснено снижением уровня конформационной подвижности молекул гемоглобина при иммобилизации на мембране и, как следствие, затруднением структурных перестроек, необходимых для осуществления кооперативного взаимодействия субъединиц в составе олигомера.

Как следует из данных, представленных на рис. 2, добавление к контрольному образгНЬС>2 метгемоглбина в ко н ц ентри 3x10"5 моль/л (объемное соотношение HbC^MtHb состав-лило 3:1) не приводит к заметным изменениям сродства гемоглобина к кислороду по сравнению с нативны-ми тетрамерами

рт.ст.). Константа Хилла в данных условиях уменьшается до что свидетельствует об отсутствии коопе-ративности связывания лиганда оли-гомером гембелка.

Дальнейшее увеличение содержания MtHb в анализируемой смеси (соотно-Рис. 2. Кривые диссоциации оксиге- шение компонентов 2:1) также не при-моглобина, модифицированного мет- водит к статистически достоверному из-гемоглобином в различных объемных менению сродства гемоглобина к кис-соотношениях компонентов (НЬО2: лороду (Р50 = 16,5±1,3 мм рт.ст.). При MtHb): 1 — контроль (без метт емогло- "'этом взаимодействие субъединиц в оли-бина); 2-5 — соотношения, соответ- гомере характеризуется отрицательной ственио,3:1;2:1;3:2;2:3 кооперативностью (<т — 0,89±0,01), озна-

чающей затруднение связывания молекул лиганда каждой последующей субъединицей, участвующей в акте оксигенации.

При объемном соотношении 3:2 НЮ2 и М1НЬ в исследуемых образцах обе основные макрохарактеристики кислородсвязывающей способности гемоглобина претерпевают резкие изменения. Значение давления полунасыщения гем-белка лигандом увеличивается до 21,3±0,3 мм рт. ст., а константы Хилла—до 1,71±0,04.

Анализ представленных данных показывает, что при внесении в растворы оксигемоглобина метформы гембелка повышается общая гетерогенность системы, в первую очередь за счет образования функционально активных молекул, вероятно, типа димер (Ре2+) - димер (Ре3+). Изменение уровня функциональной активности гибридных молекул позволяет констатировать, что включение субъединиц с окисленной формой гемового железа в состав олиго-мера индуцирует значительные структурные нарушения субъединиц в ферро-форме, затрагивающие в первую очередь высшие типы пространственной организации макромолекулы белка. Проявление кислородсвязывающих свойств оксигемоглобина в этом случае не может быть описано просто кинетикой поведения его димерной формы, что необходимо учитывать при анализе кривых диссоциации оксигемоглобина, подвергнутого воздействию различных физико-химических агентов.

Кислородсвязывающая способность тотальных димеров гемоглобина характеризуется резким повышением сродства к кислороду (Р50=4,0±0,4 мм рг.ст.) и ослаблением кооперативного взаимодействия (а=1,29±0,06) по сравнению с этими показателями для растворов нативного гемоглобина.

В присутствии в образцах димеров оксигемоглобнна недиссоциированных теграмеров дезоксиформы их кислородсвязывающие свойства характеризуются частичным сохранением кооперативного эффекта. Сродство гемоглобина к кислороду в этих условиях статистически достоверно понижается по сравнению с образцами тотальных димеров гемоглобина: значения Р50 и а составляют, соответственно, 8,6±0,6ммрт.ст. и 1,60±0,08. Следовательно, функциональные свойства димеров гемоглобина в оксиформе являются интегральными, обусловленными как тетрамерной, так и димерной формами гембелка.

Кислородсвязывающие свойства растворов полигемоглобина (п=5) характеризуются снижением значений давления полунасыщения и константы Хилла по сравнению с нативными тетрамерами:

Обнаруженный факт свидетельствует о конформационных перестройках апо-белковой части молекулы гемоглобина при химической модификации.

Обращает на себя внимание факт близости значений основных параметров функциональной активности полигемоглобина таковым, выявленным для мем-браносвязанной формы гембелка. Можно предположить, что иммобилизация

на мембране и химическая модификация глутаровым альдегидом имеют близкую природу и затрагивают сходные аминокислотные остатки. Это проявляется в аналогичных конформационных перестройках апобелка.

Введение в полимеризуемую смесь мет- и карбоксигемоглобина в объемных соотношениях 3:1 и 3:2 приводит к существенному изменению основных показателей кислородсвязывающей способности ассоциатов по сравнению с обзазцамн исходного полигемоглобина (табл. 1).

Таблица 1

Изменение основных показателей кислородсвязывающей способности молекул полигемоглобина, содержащих различные лигапдные формы

Образец Соотношение компонентов Р50, мм рт.ст. а

ньо2 — 14,3 ±0,2 2,35 ± 0,06

НЬ02—М1НЬ 3: 1 11,0 ±0,2 1,51 ±0,16

3:2 8,4 ± 0,6 1,44 ±0,05

нкъ НЬСО 3:1 11,4 ±0,2 1,41 ±0,01

3:2 9,1 ±0,1 1,44 ±0,01

Видно, что основные параметры кислородсвязывающей способности молекул полимеризованного гемоглобина, содержащих в своем составе различные лигандные формы, соответствуют таковым для частично диссоциированного на димеры гембелка. По-видимому, присутствие в полимеризованных молекулах МШЬ и НЬСО индуцирует конформационные перестройки, затрагивающие непосредственное белковое окружение гема и области субъединичных контактов. Это позволяет предположить, что в указанных условиях димеры НЬО2 функционируют как независимые структурные элементы кислородтран-спортной системы.

Таким образом, представленные в настоящей главе экспериментальные данные свидетельствуют о важной роли олигомерной организации молекулы гемоглобина в проявлении ею определенного уровня кислородсвязывающей активности.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УФ-И ЗЛУЧЕНИЯ (240-390 им) НА КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ФОРМ ГЕМОГЛОБИНА

УФ-облучение растворов оксигемоглобина вызывает статистически достоверное повышение сродства гемопротеида к лиганду (рис. 3). Уже при дозе 151 наблюдается максимальный эффект, который обусловлен, вероятно,

значительным сдвигом равновесия реакции диссоциации тетрамеров гемоглобина в сторону образования более низкомолекулярных компонентов, на что указывает снижение константы Хилла до 1,43±0,02. Величина Р50 при этом уменьшается до 13,8±0,7 мм рт.ст. При дальнейшем росте дозы облучения преобладающее значение, по-видимому, приобретают перестройки третичной структуры белка, приводящие к уменьшению степени гем-гемового взаимодействия (величины а при дозах облучения 302 и 604Дж/м2 составляют 1,31±0,04 и 1,48±0,06). Значения Р50 при этом достоверно не отлтается от таковых для образ-нов. подверпгутых облучению в дозе 151 Дж/м2, и составляют 13,6±1,0и 11,4±1,4мм рт.ст.

Анализ ИК—спектров пропускания исследованных образцов не выявил изменений количества элементов вторичной структуры в белковой макромолекуле.

Следовательно, изменение кислородсвязывающей активности растворов гемоглобина при их фотомодификации в использованных дозах обусловлено структурными перестройками, происходящими, в первую очередь, в апобел-ковой части молекул гембелка как за счет прямого поглощения его хромофорами энергии световых квантов, так и за счет свободнорадикальных продуктов, формирующихся в процессе облучения и затрагивающими высшие типы их пространственной организации—третичную и четвертичную структуру. Важная роль в данном процессе принадлежит, вероятно, областям субъединичных контактов.

Существенный вклад в ответную реакцию внутриэритроцитарного гемоглобина на воздействие УФ-излучения вносят мембраны и связанные с ними компоненты клетки.

Характер изменения величин Р50 после облучения (с 25,7±0,9 мм рт.ст. в контроле до 17,9± 1,0 мм рт.ст. при дозе облучения ] 1510 Дж/м2) позволяет утверждать, что УФ-излучение индуцирует монотонное возрастание сродства гемоглобина к кислороду в составе клетки, а наблюдаемое снижение значения а

характеризует процесс ослабления кооперативного взаимодействия субъединиц внутри молекулы белка. Вероятно, в данном случае, как и в случае с использованием растворов белка, имеет место смещение

Рис. 3. Кривые диссоциации ок-сигсмоглобина, модифицирование)-го УФ-светом: 1 — контроль; 2-5 — дозы облучения, соответственно, 151,302,453 и 604Дж/м2

динамического равновесия между его тетрамерными и димерными формами.

УФ-облучение суспензии мембраносвязанного гемоглобина в дозах 302 и 7 5 Дж/м2: ж е вызывает смещение КДО в область меньших значений парциального давления кислорода по сравнению с необлученным образцом. Величина Р50 уменьшается при этом с 15,9±0,6 (контроль) до 10,8±0,6и 10,0±0,3 мм рт.ст. при соответствующих дозах облучения. Незначительное уменьшение величины а в указанных условиях (с 2,21*0,05 до 2,12±0,15 и 1,87±0,09) позволяет предположить, что изменения функциональной активности мемб-раносвязанного гемоглобина, УФ-облученного в использанных дозах, не связаны с изменением субъединичного состава гембелка, а обусловлены, по-видимому, модификацией его третичной структуры. Дальнейшее увеличение дозы облучения до 1510 Дж/м2 приводит к резкому уменьшению величины Р5() до 6,6±0,5 мм.рт.ст. и константы Хилла до 1,50±0,10, что свидетельствует о значительных конформационных перестройках макромолекулы белка и смещении равновесия реакции диссоциации тетрамеров на лротомеры с возможным включением в них субъединиц с ферриформой железа в геме.

УФ-облучение в дозах 151 и 604 Дж/м2 тотальных димеров гемоглобина не приводит к изменению основных параметров их функциональной активности (Р50=4,5±0,4и3,9±0,3 ммрт.ст„ а=1,32±0,07 и 1,35±0,07 соответственно) по сравнению с необлученными образцами (Р5О=4,0±0,4 мм рт.ст., а=1,29± 0,06). В образцах, в которых только оксигемоглобин диссоциирован на димеры, УФ-свет в указанных дозах снижает основные величины кислородсвязывающей способности до уровня, близкого к таковому для тотальных димеров. Эти данные свидетельствуют о фотоустойчивости контактов между мономерами в димере типа ар, а также подтверждают ранее сделанный вывод о том, что одним из основных механизмов ответной реакции тетрамера на воздействие УФ-излучения широкого спектрального состава (240—390 им) является его фотодиссоциация на димеры.

Кислородтранспортная активность гибридов валентности гембелка (рис. 4) занимает промежуточное положение между функциональными свойствами тетрамеров и димеров гемоглобина (Р50=13,8±0,2 мм рт.ст., ОС=1,81±0,03). УФ-облучение в дозе 151 Дж/м2 таких образцов индуцирует увеличение сродства к кислороду (Р50=9,4±0,5 мм рт.ст.]1 и ослабление кооперативного эффекта (а= 1,66±0,03). Увеличение дозы УФ-света до 604 Дж/м2 приводит к росту значения полунасыщения (Р50=11,1±0,4 мм рт.ст.), однако, константа Хилла не претерпевает достоверных изменений (а=1,62±0,04). Таким образом, приведенные экспериментальные данные также подтверждают вывод о важной роли процесса диссоциации тетрамеров гемоглобина в фотомодификации его функциональных свойств. В то же время, нами не было выявлено изменений концентраций мет- и оксиформ гемоглобина после облучения в указанных дозах. Воч-

можно, это объясняется тем, что наряду с окислением молекул оксигемоглобина протекают процессы восстановления мет-гемоглобина супероксидными аннон-ра-дикалами. Уменьшение сродства гибридных молекул гемоглобина к кислороду при максимальной из использованных доз УФ-радиации, по-видимому, обусловлено (как и в случае тетрамеров оксигемоглобина) индуцированными УФ-светом перестройками третичной структуры апобел-ка.

УФ-облучение растворов полигемоглобина в дозах 151 и 604 Дж/м2 вызывает значительные нарушения функциональных свойств полигемоптобина (Р50=7,5±О,7 ■ 7,4±0,5 мм рт.ст., а=1,45±0,06 и 1,40±0,07 соответственно). Однако величина кажу-щеися молекулярной массы облученных в использованных дозах образцов не отличается от таковой для контрольных (нео-блученных) образцов полигемоглобина. Следовательно, выявленные изменения кислородсвязывающих свойств полигемоглобина после УФ-облучения не связаны с диссоциацией его молекул на протомеры или с формированием гибридов валентности, а обусловлены, в первую очередь, перестройками третичной структуры белковых макромолекул.

Итак, эритроцитарная мембрана принимает активное участие в поддержании прооксидантно-антиоксидантного равновесия в клетке при УФ-облуче-нии. Представленные данные показывают, что свободнорадикальные продукты, как и УФ-свет, также способны вызывать диссоциацию тетрамеров гемоглобина на протомеры.

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИХ СВОЙСТВ ГЕМОГЛОБИНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО ИНТЕГРАЛЬНЫМ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕМ И CEP0T0НИН0М

Добавление серотонина к р е а т и фата (10"5—10"' моль/л) £ раствору необлученного гембелка концентрацией 5x10"5 моль/л (Ыа-фосфатный буфер, рН 7,4) приводит к значительному увеличению сродства белка к лиганду (рис. 5). Следовательно, на уровне организма это может проявляться в понижении парциального давления кислорода в крови. Создающаяся на молекуляр-

Рис.4. Кривые диссоциации емс-си оксигемоглобин-метгемоглобин (2:3): 1—контроль (необлученный

образец); 2,3_после УФ-облуче-

ния в дозах 151 г 604 Дж/м2 т -встственно

%нъо2

Рас. 5. Кривые диссоцишцш растБО-ров оксигемоглобина человека, модифицированного ссротонином: 1 — контроль (без серого! шна); 2-4—концентрация серотонина, соответственно, 1 (Г5,1СГ4 и КГ3 монь/л

гипотезы свидетельствует также и ние его сродства к кислороду.

Рис. 6. Зависимость величины константы XI шла в молекуле гемоглобина от ко! гцентрации серотонина

ном уровне гипоксия может служить одним из основных механизмов, благодаря которому серотонин проявляет свою радио- и фотопротекторную функцию.

Анализ графика, приведенного на рис. 6 и отражающего зависимость величины константы Хилла в молекуле гемоглобина от концентрации серотонина в растворе, показывает, что он имеет точку минимума при использовании биогенного амина в концентрации 10^ моль/л (соотношение молекул гемопротеид-серотонин составляет 1:2). Исходя из этого, можно предположить, что процесс комплексообразова-ния включает две последовательные стадии связывания молекул химического агента гембелком. Наиболее вероятным представляется связывание серотонина на первом этапе в областях, затрагивающих прямо либо опосредованно субъединичные контакты олигомера. В пользу этой наблюдающееся при этом резкое увеличе-

Ответная реакция тетрамеров гемоглобина на воздействие УФ-нзлучения в присутствии серотнина также зависит от концентрации биогенного амина в образце. По нашим данным, в исследованном интервале доз о б л ;(151—604 Дж/м2)и концентрации серотонина оптимальной (по величинам Р^ и а) является концентрация фотопротектора, составляющая = которую и можно рекомендовать как обеспечивающую максимальный защитный эффект.

Добавление серотонина к раствору димерной формы оксигемоглобина (соотношение компонентов 1:10) вызывает увеличение сродства гембелка к кислороду по сравнению с контрольным раствором до

6,2±0,6 мм рт.ст., не сопровождающееся изменением уровня гем-гемового взаимодействия («=1,49 ±0,0 8). Можно предположить, что в этих условиях серото-нин присоединяется к гемоглобину в области непосредственного гемового окружения. УФ-облучение образцов в дозе 151,Дж/м2 сопровождается статистически достоверным изменением характеристик кислородсвязывающей способности гембелка по сравнению с контрольными образцами димеров окси-гемоглобина (Р,;0=6,1±0,4 ммрт.ст.,а=1,37±0,05). Таким образом, связывание серотонина с димерами оксигемоглобина в неспецифических участках не обеспечивает фотозащитного действия по отношению к его кислородсвязывающей способности. Результаты экспериментов косвенно указывают также на то, что биогенный амин образует комплекс именно с оксиформой гембелка.

Модификация серотоннном тотальных димеров гемоглобина не вызывает статистически достоверного изменения функциональных свойств белка

по сравнению с их контрольными образцами, что подтверждает важную роль субъединичных контактов в процессе ком-плексообразования. УФ-облучение растворов приводит к значительным структурным нарушениям гембелка, в результате которых зарегистрировать КДО становится невозможным. Вероятно, это объясняется тем, что серотонин, связываясь с белком в неспецифических участках, вызывает конформационные изменения, увеличивающие его фоточувствительность.

Взаимодействие молекул серотонина с гибридами валентности гемоглобина не приводит к изменению сродства гембелка к кислороду по сравнению с образцами в отсутствие биогенного амина Обнару-

женное при этом статистически достоверное уменьшение величины константы Хилла (а=1,70±0,06) может быть объяснено формированием комплекса между серотонином и гибридами валентности гембелка в местах контактов субъединиц, препятствующим развитию волны конформационных перестроек тетрамера при оксигенации-дезоксигенации. Совместное воздействие УФ-света (151 Дж/м2) и биогенного амина на гибриды валентности гембелка не изменяет основных характеристик их кислородсвязывающих свойств по сравнению с нео-блученными образцами (Рэд=14,0±0,2ммрт.ст., а=1,84±0,07),т. е. в данных условиях биогенный амин оказывает фотопротекторное действие.

Добавление серотонина к растворам полигемоглобина не влияет на их кис-лородсвязывающие свойства Можно пред-

положить, что в этих условиях специфические места связывания биогенного амина с гемоглобином оказываются недоступными. УФ-облучение образцов в дозе 151 Дж/м2 также не сказывается на уровне функциональной активности полигемоглобина по сравнению с конт-

рольными образцами. Фотопротекторное действие серотонина может осуществляться в названных условиях как путем конкуренции за свободнорадикаль-

лые продукты фотохимических реакций, так и снижения общего прооксидант-ного статуса системы.

Полученные результаты согласуются с гипотезой, выдвинутой ранее при исследовании красительсвязывающей способности лактатдегидрогеназы (Н.К. Наградова, 1990), о том, что вызываемые связыванием лиганда информационные изменения одной из субъединиц способны «мигрировать» внутри тетра-мера и индуцировать перестройки других цепей. В качестве конечных акцепторов волны структурных нарушений могут выступать области субъединичных контактов, смещая реакцию диссоциации в сторону низкомолекулярных компонентов.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ДЛИННОВОЛНОВОГО УФ-ИЗЛ УЧЕНИЯ (300-400 им) НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА

ДУФ-облучение растворов гемоглобина в дозах 1,9—114 Дж/м2 вызывает изменение основных параметров кислородсвязывающей способности растворов гемоглобина (рис. 7). Представленные результаты позволяют констатировать, что модификация хромофоров гемоглобина, ответственных за поглощение света с.А=342 им, индуцирует локальные (обратимые) конформационные изменения белка, способные мигрировать внутри макромолекулы. На это указывает уменьшение значений давления полунасыщения при малых дозах ДУФ-

а облучения (1,9—9,5

НИ Н"1 г!"1 Дж/м2), не сопровож-

дающееся ослаблением кооперативного эффекта. Увеличение дозы облучения, по-видимому, приводит к тому, что поглощаемая энергия ДУФ-кваитов вызывает конформа-ционные перестройки макромолекулы, кото-4 5 6 7 8 рые, мигрируя по тет-

Образцы рамеру, достигают об-

Рис. 7. Изменение значений давления полунасыще- ласти контактов субъе-ння кислородом (| |) и константы Хилла (| |) для ра- диниц, затрудняя гем -аворов гемоглобина, облученных ДУФ-светом: 1— гемовое взаимодей-контроль; 2—8 —дозы облучения, соответственно, 1,9; ствие (уменьшение

значений но не вы-

Р®2'мМ Ртхт

¿1

гЬ

2,0 1,5 1,0 0,5 0,0

зывая диссоциации макромолекул олигомера (величины Р50 близки к этому показателю для необлученных растворов). На основании представленных данных можно предположить также, что хромофоры с Л.тах=342 н.м (природа которых до настоящего времени дискутируется) локализованы в области непосредственного контакта железопорфирина с глобиновой частью гемопротеида и вовлекают в свой состав молекулы кислорода при оксигенации. Структурные нарушения, вызываемые различными дозами ДУФ-света, характеризуются аддитивностью действия квантов и, как следствие, различной локализацией мест окончательного акцептирования (утилизации).

Дополнительным свидетельством в пользу высказанного предположения о возможности миграции индуцируемых ДУФ-светом локальных структурных перестроек к областям субъединичных контактов служит отсутствие изменений в основных характеристиках кислородсвязываютцей способности димеров оксигемоглобина после ДУФ-модификации

При использовании гибридов валентности, являющихся структурными тетра-мерами (но функциональными димерами), конформационные изменения также распространяются до областей субъединичных контактов типа изменяя четвертичную структуру макромолекулы. На это указывает обнаруженное нами снижение кооперативного эффекта до 1,71±0,05 без изменения сродства гем-белка к кислороду (PJO=13,7±0,6 мм рт.ст.).

ДУФ-облучение комплексов гембелок—серотонин (114 Дж/м2) индуцирует значительное уменьшение интенсивности а- и Д-полос поглощения гема и вырождение полосы с ^тах=342 нм. При этом не происходит достоверного изменения значения Р50, которое составляет 12,9±0,8 мм рт.ст,, но наблюдается повышение величины константы Хилла до уровня нативных образцов гембел-ка (а= 2,39±0,08). Эти факты подтверждают высказанное нами предположение о том, что ДУФ-модификация (300—400 нм) молекул гембелка может вызывать локальные конформационные перестройки, способные мигрировать к местам их конечного акцептирования. В роли последних при использованной дозе ДУФ-света, по-видимому, выступают области контактов димеров типа сф. Кроме того, полученные результаты подтверждают представления о преимущественном связывании серотонина тетрамерами гемоглобина в областях субъединичных контактов, приводящем к модификации конечных акцепторов энергии ДУФ-квантов.

ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ЛИГАНДНЫХ ФОРМ ГЕМОГЛОБИНА В РАСТВОРЕ II В СОСТАВЕ ЭРИТРОЦИТАРНОЙ КЛЕТКИ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ

При воздействии как интегрального (75,5—755 Дж/м2), так и длинноволнового УФ -излучения наблюдается снижение содержания то-

тального гемоглобина в растворах на 10,85 % и 6,20 % соответственно (рис. 8). Во всех случаях выявленный факт обусловлен уменьшением количества окси-формы гембелка. При этом содержание дезоксигемоглобина статистически достоверно не изменяется, а количество метгемоглобина увеличивается незначительно: на 1,06 и 0,5 %. Следовательно, установленное снижение содержания оксиформы гембелка не может быть объяснено только процессами его окисления. Кроме того, степень деградации окси- и дезоксиформ гемоглобина от дозы и спектрального состава УФ-облучения показывает, что последняя характеризуются большей фоторезистентностью.

Поскольку, как следует из приведенных данных, составляющая ДУФ-излу-чения в фотопревращении оксигемог-лобина составляет около 60 %, можно предположить, что ведущая роль в данном процессе принадлежит хромофорам с ^ = 342 нм. Их модификация, в свою очередь, приводит к миграции индуцированных конформационных перестроек по апобелку и, как было показано в предыдущих главах, к модификации контактов димеров типа ар.

Эритроциты обладают высокой фотоустойчивостью, о чем свидетельствует отсутствие достоверного изменения количества негемолизированных клеток после воздействия УФ-света различного спектрального состава во всем использованном диапазоне доз. Динамика содержания основных лигандных форм внутриклеточного гемоглобина в этих условиях подчиняется тем же закономерностям, что и в растворах гембелка: наблюдается снижение общего содержания гемоглобина, обусловленное деградацией оксиформы гембелка. Однако степень этих изменений показывает, что около 50 % энергии расходуется на фотопревращения мембран.

В супернатанте облученных эритроцитов не выявлено изменения содержания окси- и дезокснгемоглобина, однако, достоверно изменяется содержание метгемоглобина (уменьшается на 2,75 % при интегральном и увеличивается на 4,38 % при ДУФ-облучении). Наиболее вероятным объяснением этому факту является изменение гемоглобинсвязывающей активности клеточной мембра-

ны после УФ-облучения, что согласуется с литературными данными (П. Фридрих, 1986) о более высоком сродстве эритроцитарной мембраны к МШЬ, а также о важной роли последнего в прямом и косвенном акцептировании энергии излучения. Наблюдаемые отличия в изменении содержания МШЬ при воздействии интегрального и длинноволнового УФ-света позволяют высказать гипотезу о преимущественной роли коротковолновой составляющей (240—300 нм) в стимулировании ассоциации метгемоглобина на мембране, в то время как ДУФ-составляющая способствует ослаблению данного процесса.

Представленные в данной главе результаты показывают, что выявленные изменения содержания основных лигандных форм гемоглобина в исследуемых образцах не могут быть объяснены их перераспределением, а обусловлены, вероятно, смещением спектральных характеристик, прежде всего, оксигемоглобина. Согласно существующим воззрениям (Ч. Кантор, П. Шиммел, 1984), это также может быть связано с диссоциацией части тетрамеров на димеры.

ГЛАВА 8. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЧЕТАННОГО ВЛИЯНИЯ

КАРНОЗИНА И УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА

Добавление к растворам гемоглобина (10 - 5 моль/л) карнозина в концентрации 1(Г3 моль/л не изменяет величины Р50, которая составляет 20,5±1,1 мм рт.ст. В то же время константа Хилла существенно уменьшается до 1,78±0,05, что свидетельствует о затруднении контактов субъединиц гембелка в процессе кооперативного связывания кислорода. Увеличение концентрации дипептида в анализируемой системе до 10-2 моль/л не влияет на уровень гем-гемового взаимодействия (а=1,94±0,26), однако, индуцирует резкое повышение кисло-родсвязывающей активности гембелка (Р5о= 8,8±0,7 мм рт.ст.). Выявленные изменения функциональной активности гембелка не сопровождаются перераспределением содержания его основных лигандных форм. Следовательно, можно предположить, что при взаимодействии молекул гемоглобина и карнозина между ними образуется комплекс. По-видимому, он формируется в области межсубъединичных контактов апобелка, затрудняя процесс миграции конформационных изменений в процессе оксигенации и не влияет на степень диссоциации тетрамеров на димеры.

УФ-облучение растворов гемоглобина, модифицированного карнозином в концентрации 1СГ3 моль/л, в дозах 151 и 302 Дж/м2 приводит к стабилизации величин Р50 на уровне нативных образцов, т.е. карнозин оказывает фотопротекторное действие по отношению к кислородтранспортной функции гембелка при примененных условиях облучения. В то же время рост значения а до 3,00 указывает на усиление уровня кооперативного взаимодействия субъединиц в составе тетрамера, вероятно, за счет общей лабилизации апобелка. По-

вышение концентрации дипептида в облучаемой системе до 10 -2 моль/л вызывает общую дезорганизацию белковой макромолекулы и, возможно, протекание реакций ассоциации тетрамеров гемоглобина с образованием его высокомолекулярных компонентов. На это указывают увеличение величины Р50 до 24,2±1,4 ммрт.ст. и константы Хилла—до 4,58±0,27. Изменения содержания основных лигандных форм в использованных условиях сходны с таковыми, выявленными для фотомодифицированных растворов гембелка в отсутствие химического агента и обусловлены, в первую очередь, деградацией НЬ02

Добавление карнолша в концентрациях 10-3 и 10-2 моль/л к суспензиям эритроцитов увеличивает сродство внутрнэритроцитарного гемоглобина к кис л(Р50=21,7±0,6н 18,6± 1,0 ммрт.ст.). н т а Хилла в данных уело -виях уменьшается до соответственно. На основании этих

данных можно предположить, что дипептид может оказывать как прямое, так и косвенное влияние на функциональную активность гемоглобина. Прямое выражается в проникновении карнозина через эритроцитарную мембрану и ком-плексированил его с молекулой гемоглобина. Косвенное связано с возможными процессами модификации карнозином мембран, затруднением диффузии кислорода и конкуренцией за органические фосфаты. Нельзя исключить и возможность увеличения доли мембраносвязанного гемоглобина за счет демаскирования в указанных условиях дополнительных мест его иммобилизации на эритроцитарной мембране.

Сочетанное воздействие карнозина (10-3 моль/л) и УФ-облучения в дозе 151 Дж/м2 приводит к увеличению сродства внутриэритроцитарного гемоглобина к кислороду (Р50=18,9±1,0 мм рт.ст.), сопровождающемуся усилением кооперативного взаимодействия субъединиц (а =1,80+0,13). Увеличение дозы облучения до 302 Дж/м2 приводит к восстановлению показателей кислородс-вязывающей способности гембелка до уровня, характерного для облученных эритроцитов в отсутствие дипептида (Р50=20,4±О,5 мм рт.ст., а=2,08±0,11), т.е. к фотопротекторному эффекту.

Функциональная активность фотомодифицированных в

присутствии карнозина (Ю-2 моль/л)образцов внутриэритроцитарного гемоглобина характеризуется значениями Р50 = 13,5±1,0 и 14,8±0,3 мм рт.ст. и СС=1,60±0,12 и 1,94±0.09 соответственно, т.е. карнозин вданной концентрации не проявляет тестируемого фотопротекторного действия.

Таким образом, описанные выше результаты экспериментов позволили выявить существенные нарушения высших типов пространственной организации молекул гемоглобина человека, индуцированные как раздельным, так и сочетанным влиянием дипептида и УФ-света. Это находит отражение в изменении основных показателей кислородсвязывающей способности гембелка. В случае растворов гембелка его молекулы, по-видимому, подвергаются непос-

редственному воздействию исследуемых факторов. При модификации суспензий эритроцитов важную роль в ответной реакции играет клеточная мембрана.

Обращает на себя внимание тот факт, что дипептид оказывает сходное влияние на показатели кислородсвязывающей способности как свободного, так и внутриэритроцитарного гембелка. В обоих случаях увеличение концентрации карнозина и дозы УФ-облучения приводит к росту значений Р50 и а. Эго может служить косвенным подтверждением высказанного нами предположения о возможности проникновения молекул данного соединения через эритроци-тарную мембрану и комплексирования с гембелком аналогично таковому в растворах. Анализируя характер изменений значений константы Хилла при фотомодификации эритроцитов в присутствии карнозина, можно предположить, что центры первичного связывания дипептида располагаются в областях межсубъединичных контактов молекул гембелка, препятствуя диссоциации их на димеры. Это предположение подтверждается высокими значениями а при всех дозах облучения.

ГЛАВА 9. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕСТРОЕК

В МОЛЕКУЛАХ ГЕМОГЛОБИНА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОМПЛ ЕКСА С СЕРОТОНИНОМ

Добавление серотонина к растворам гемоглобина приводит к значительному изменению интенсивности его фотофлуоресценции (рис. 9), что подтверждает факт комплексообразования биогенного амина с гембелком. Вероятнее всего процесс осуществляется с помощью неполярных взаимодействий, которые индуцируют делокализацию системы сопряженных л-связей циклической структуры серотонина. Кроме того, поскольку при концентрации гемоглобина 10-6 моль/л значительная часть его молекул в растворе диссоциирует на диме-ры, можно заключить, что комплексообразованис осуществляется в первую очередь в областях контактов типа димер-димер в составе тетрамера.

ИК-спектроскопия исследуемых образцов позволила выявить, что формирование комплекса затрагивает вторичную структуру гембелка и осуществляется в две стадии. На первом этапе (до соотношения молекул 1:10) наблюдается образование функционально активного комплекса гемоглобин-биогенный амин. На второй стадии (соотношение молекул 1:100) отмечается дезорганизация белковой глобулы, возможно, сопровождающаяся окислением гемового железа. Для проверки последнего предположения нами была исследована динамика содержания лигандных форм гемоглобина, модифицированного серо-тонином.

Установлено, что при соотношениях молекул гемоглобин-серотонин 1:1 и 1:10 содержание оксиформы гембелка остается на уровне контрольных образцов (80,43±1,4 %). Увеличение концентрации биогенного амина (со-

I, отн.ед. 100

80 60 40 20

\ \ ч

Йи

100

Концентрация серотонина,

* 10° мо.ть/л Рис. 9. Зависимость интенсивности флуоресцешрш системы ге-моглобин-серотонин от концентрации биогенного амина при рН 7,4. О — свободный ссротонин; ЕЗ, И, 1Ш — концентрация гемоглобина, соответственно, 10-6, Ю-5 и 10*4 моль/л

отношение 1:100) приводит к резкому снижению содержания до

69,89±0,85 %. Этот процесс сопровождается существенным накоплением в растворе метформы

%), увеличение количества которой отражается и на сдвиге положения полосы Соре в коротковолновую область при максимальном соотношении компонентов системы. Содержание дезокси гемоглобина при этом достоверно не изменяется по сравнению с контролем

Наблюдаемое резкое снижение суммарного содержания гемоглобина при соотношении компонентов системы 1:100 (со 100,00± 1,56 до 89,86± 1,21 %) также, на наш взгляд, подтверждает высказанную ранее гипотезу.

Модификация серотонином молекул гемоглобина в значительной степени лаби-лизирует структуру последних, о чем свидетельствуют данные, полученные при

исследовании динамики лигандных форм гембелка после интегрального (75,5—755 Дж/м2) и длинноволнового (0,95—9,5 Дж/м2) УФ-облучения в присутствии биогенного амина. Установлено, что в этом случае функционально активные состояния гемоглобина от-

ветственны за уменьшение общего его содержания (рис. 10). Процесс имеет ярко выраженную зависимость от дозы облучения и концентрации химического модификатора и сопровождается значительным накоплением МШЬ (до 6,64±0,17%).

Основываясь на литературных сведениях о структуре исследуемых веществ, нами предложены возможные типы реакции химической модификации белка серотонином как в свободном состоянии, так и в комплексе с креатинин-суль-фатом. Условно они могут быть представлены рядом реакций нуклеофильного присоединения по карбонильной группе (рис. 11).

С целью проверки возможности протекания предложенных химических реакций нами исследовано влияние различных форм серотошша на буферные свойства растворов гемоглобина при соотношениях компонентов 1:1,1:10 и 1:100.

Эксперименты, проведенные со свободным серотоншюм и серотонином кретинин-сульфатом, показали, что комплексообразование обусловлено, в

первую очередь, реакциями функциональных групп биогенного амина.

Использование образцов с соотношением молекул гемоглобин-серотоннн 1:1 и 1:10 позволило выявить, что изменения их буферных свойств имеют сходный характер, но отличаются количеством титруемых ионогенных групп: во втором случае оно значительно выше. Установленное снижение буферной емкости при соотношении компонентов системы 1:10 в кислой области на величину, эквивалентную 11,0±0,8 ионогенным группам (рис. 12), указывает на протекание реакции (3). Уменьшение буферной емкости образцов в нейтральной области на величину, эквивалентную 17,0±1,0 ионогенным группам, свидетельствует о протекании реакций (7) и (4), а в щелочной области (на 10,5±1,4 ионогенных групп) — на протекание реакции (6).

Применение серотонина в максимальной из использовавшихся концентраций приводит к повышению буферной емкости образцов во всех областях значений рН, что свидетельствует о значительной структурной дезорганизации белковой

глобулы и экспонировании ионогенных групп на ее поверхность.

Таким образом, на основании представленных в настоящем разделе эксперимен-

тальных данных можно заключить, что взаимодействие серотонина в минимальных кон-

ÄN 15

10 5 О -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35

^ га

«о i к-Г

ОО I

1Л1

о"

tri

ОО

Диапазоны pH

Рис. 12. Влияние различных структурных форм серотонина на кнслотно-основныс свойства гемоглобина (соотношение компонентов 1:10): О—свободный ссротонин; И —серспошш Kpeai шшн-сульфат. По оси ординат — изменение количества ионогенных групп (AN)

Рис. 11. Возможные типы реакций химической модификации белка серото-нином и серотонином крсатинин-сульфатом

центрациях с молекулами гемоглобина осуществляется в апобелковой части макромолекулы в области контактов димеров бв за счет реакций, в первую очередь, с гистидилами, треонилами, триптофанилами, тирозилами и аргини-лами. Этот процесс сопровождается общими конформационными перестройками макромолекулы.

При соотношении компонентов исследуемой системы более чем 1:10 наблюдается резкий (кооперативный) переход структурного состояния молекулы гемоглобина, сопровождающийся как накоплением ферриформы, так и денатурацией глобина. Эти представления находятся в хорошем соответствии с результатами исследовании по влиянию серотонина на кислородсвязывающую функцию гембелка.

ГЛАВА 10. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ СУЛЬФГИДРИЛЬНЫХ ГРУПП В ФОТОМОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГЕМОГЛОБИНА

Модификация гемоглобина иодацетамидом в минимальных из использованных нами концентраций (соотношение белок-реагент 1:2 и 1:6) не вызывает статистически достоверных изменений кислородсвязывающих свойств гембелка: величины Р50 составляют, соответственно, 18,8±0,4н 18,9±2,8мм рт.ст. Однако константа Хилла при этом существенно снижается до

Следовательно, в результате блокирования участков связывания 2,3-дифосфог-лицерата происходит некоторое затруднение контактов

субъединиц в олигомере. Такого рода модификация не оказывает существенного влияния на равновесие реакции диссоциации тетрамерной молекулы гем-белка и ограничивается локальными перестройками его третичной структуры. Связывание иодацетамида осуществляется, вероятно, неспецифически по участкам, пространственно удаленным как от центров присоединения лиганда (ге-мов), так и от областей контактов субъединиц. Однако в этом случае за счет конформационных перестроек увеличивается доступность остатков Сув 104(а) и Суз 112((5). На это указывает резкое изменение кислородсвязывающих свойств гемоглобина при увеличении концентрации иодацетамида до соотношения 1:12 (Р50= 11,4±2,8 мм рт.ст.; а=1,37±0,08). Известно, что в данных условиях модифицирующий агент вызывает диссоциацию его тетрамеров на субъединицы (8. 81е1атш е! а1., 1970; С. СЫапсопе, 1972). Полученные значения основных показателей функциональной активности служат дополнительным аргументом в пользу представления о том, что при действии УФ-света на растворы гемоглобина решающую роль в увеличении сродства белка к кислороду играет процесс фотодиссоциации тетрамеров на димерные формы.

УФ-облучение оксигемоглобина, модифицированного иодацетамидом (соотношение 1:2), в дозах 755 и 906 Дж/м2 вызывает незначительное уменьшение

значений Р<;П до 1 С,7±0,4 (755 Дж/м2) и 15,8±0,6 (906 Дж/м2) мм рт.ст.; величины константы Хилла составляют при этом 2,29±0,03 и 2,43±0,08 соответственно. Это дает основание утверждать, что в указанных условиях химический агент можно рассматривать как эффективный фотопротектор. Кроме того, приведенные данные демонстрируют, на наш взгляд, тот факт, что процессы связывания-диссоциации 2,3-ДФГ не оказывают решающего влияния на фотомодификацию кислородтранспортной способности гемоглобина, поскольку при соотношении молекул гембелок-иодацетамид 1:2 места его присоединения блокированы и создаются условия, благоприятствующие оксиконформации белка (Г. Шульц, Р. Шнрмер, 1982; Р. Бохинскн, 1987).

Увеличение концентрации иодацетамида в растворах индуцирует более глубокие изменения кислородсвязывающих свойств оксигемоглобина при УФ-облучении образцов в использованных дозах. При соотношении молекул белок-блокатор 1:6 и дозе облучения 755 Дж/м2 значение параметра полунасыщения составляет 15,9±0,6 мм рт.ст., т.е. достоверно не отличается от случая с использованием меньшей концентрации реагента. Увеличение дозы УФ-све-та до 906 Дж/м2 вызывает уменьшение этой характеристики до 13,5±0,9 мм рт.ст. Однако в этих условиях величины а резко снижаются и достигают значений 1,73 ± 0,08 и 1,74±0,10 соответственно. Следовательно, при соотношении компонентов системы 1:6 уже нельзя рассматривать иодацетамид как фотопротектор кислородтранспортной функции гемоглобина, в качестве которого он выступает при меньшей концентрации.

Кривые диссоциации оксигемоглобина, подвергнутого сочетанному воздействию иодацетамида (1:12) и УФ-облучения (755 Дж/м2), характеризуются величиной Р50, равной 12,0±1,2 мм рт.ст. Константа Хилла с оставляет при этом 1,48±0,06. По-видимому, в данных условиях гембелок находится уже преимущественно в димерной форме, поскольку не наблюдается изменения его сродства к лиганду по сравнению с необлученным состоянием, а ослабление гем-гемового взаимодействия, вероятно, обусловлено перестройками третичной структуры белковой макромолекулы.

Поскольку вопрос об участии в процессе фотомодификации гембелка органических фосфатов до сих пор остается дискуссионным, представлялось необходимым изучить динамику их содержания при УФ-облучеиии крови больных бронхиальной астмой. Выбор данного вида патологии обусловлен целым рядом причин, главными из которых являются значительные изменения в ллГанд-связывающей способности гемоглобина пациентов и активное применение УФ-облучения при ее лечении.

Гемоглобин больных бронхиальной астмой характеризуется повышенным сродством к кислороду, на что указывает значительный сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, в область меньших значений парциального дав-

лсния кислорода. Значение Р50 при этом составляет 12,1±1,5 мм рт.ст., а константы Хилла — 1,75±0,26., Использование полного курса (4 сеансов) УФ-облу-чения крови приводит к значительному изменению положения и формы КДО пациентов по сравнению с контролем (до АУФОК): значение Р 5 0 равно 21,8±2,4 мм рт.ст., а — 2,25±0,03. Динамика основных показателей функциональной активности гемоглобина на разных этапах применения фототерапии представлена в табл. 2.

Таблица 2

Изменение основных показателей кисюродсвязывающей способности гемоглобина больных бронхиальной астмой на разных стадиях применения

АУФОК-терапии

Номер сеанса Р50, ммрт.ст. а

0 19,6 ± 1,0 2,36 ±0,02

1 24,6 ±1,9 2,42 ± 0,29

о 20,6 ± 13 2,16 ±0,21

3 21,7 ±2,7 2,61 ±0,30

4 20,7 ±1,8 2,14 ± 0,18

В крови больных бронхиальной астмой повышено содержание 2,3-ДФГ по сравнению с донорами (соответственно мкмоль/мл эрит-

роцитов). После применения метода АУФОК данный показатель значительно снижается и составляет 5,86±0,08 мкмоль/мл эритроцитов (рис. 13).

Анализ содержать АТФ в исследуемых образцах показывает (рис. 13), что приданной патологии оно значительно снижено (0,54±0,07 мкмоль/мл) по сравнению с нормой (0,99±0,11 мкмоль/мл). Применение АУФОК-терапии стимулирует значительный рост концентрации фосфата, которая в этом случае

Рис. 13. Изменение содержания 2,3— дифосфоглицсрата (О) и АТФ (□) в эритроцитах больных бронхиальной астмой до и после применения АУФОК-терапии: 1 — доноры (контроль); 2 — больные бронхиальной астмой до применения АУФОК-терапии; 3—пациенты после применения метода АУФОК. По оси ординат представлены концентрации исследуемых веществ, мкмоль/мл эри гроциюв

превышает контрольный уровень (доноры) и составляет 1,49±0,14 мкмоль/мл эритроцитов.

Анализ содержания органических фосфатов у больных бронхиальной астмой до и после применения АУФОК-терапии позволяет предположить, что при изучаемом виде заболевания происходит разобщение процесса гликолиза в эритроцитах на участке от 2,3-ДФГ-фосфатазы до пируваткиназы.

Рост концентрации 2,3-ДФГ у больных бронхиальной астмой, не сопровождающийся сдвигом КДО вправо, может свидетельствовать, на наш взгляд, о значительной диссоциации тетрамеров гемоглобина пациентов. Вероятно, это является результатом значительных структурных изменений молекул гембелка, затрагивающих область контактов димеров типа ар. В этом случае, с точки зрения структурной модели молекулы гемоглобина, предложенной М. Перут-цем, оказывается невозможным взаимодействие молекул аллостерического эффектора с остатками Суз 93 ее р-цепей.

Следовательно, представленные данные показывают тесную сопряженность метаболических процессов, протекающих в организме. Это особенно отчетливо проявляется во взаимосвязи транспорта кислорода гемоглобином с уровнем протекания гликолитических реакций.

ГЛАВА11. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА УФ-ОБЛУЧЕННЫХ ПОЛ «ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АССОЦИАТОВ ГЕМОГЛОБИНА

Кислородсвязывающие свойства комплексов полигемоглобин—СОД не изменяются по сравнению с таковыми для контрольных растворов полигемоглобина 14,9±0,6 мм рт. ст., а= 1,99±0,04).. УФ-облучение этих образцов в дозе 151 Дж/м2 не приводит к изменению величин полунасыщения и константы Хилла (Р50=14,8±0,5 мм рт. ст., а=1,97±0,06). Следовательно, можно предположить, что СОД, связанная поперечными сшивками с полигемоглобином, оказывает фотопротекторное действие по отношению к кислородсвязывающим свойствам гембелка при данной дозе облучения. Увеличение дозы облучения до 604 Дж/м2 вызывает серьезные нарушения кислородсвязывающих свойств

По-видимому, это связано с накоплением пероксида водорода, образующегося в результате дисмутацни супероксидных анион-радикалов, и с прямым повреждающим действием УФ-излучения, индуцирующим конформационные перестройки белка.

Добавление серотонина к растворам полигемоглобина, связанного поперечными сшивками с СОД, не вызывает достоверного изменения кислородсвязывающих свойств (Р50=14,8±0,5 ммрт. ст., а=1,96±0,03). Это может быть объяснено существенным ограничением внутримолекулярной подвижности ассоци-атов, в результате чего комплексирование с биогенным амином не приводит к

тестируемым нарушениям их конформационного состояния. В то же время серотонин оказывает фотопротскторное действие по отношению к исследуемым образцам: при дозе облучения 604 Дж/м2 в присутствии амина не наблюдается изменений их кислородсвязывающих свойств по сравнению с контрольными растворами (P5q=14,6±0,3 мм рт. ст., а~2,01±0,05). Возможно, серотонин усиливает фотопротекторное действие СОД за счет инактивации свободных радикалов.

Образование ассоциатов полигемоглобина и каталазы не вызывает статистически достоверного изменения их кислородсвязывающих свойств по сравнению с растворами полигемоглобина

УФ-облучение этих образцов в дозах 151 Дж/м2 и 604 Дж/м2 не приводит к изменению величин константы Хилла и полунасыщения по сравнению с нео-блученными растворами (а=1,98±0,05, Р50=14,6±0,4 мм рт. ст. и а=2,05±0,06, Р50=14,5±0,3 мм рт. ст. соответственно). Следовательно, можно заключить, что каталаза, связанная поперечными сшивками с полигемоглобином, оказывает фотопротекторное действие по отношению к его кислородсвязывающим свойствам при использованных дозах облучения.

IV, ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных в ходе выполнения настоящей диссертационной работы экспериментов, а также анализ литературных данных показывают важную роль микроокружения белков в процессе функционирования организмов. Вызываемые УФ-светом различного спектрального состава и биогенными антиоксидаитами (серотонином и карнозином) изменения функциональной активности гемоглобина детерминированы структурными перестройками глобулы, затрагивающими, прежде всего, третичный и четвертичный уровни их пространственной организации.

При создании теории кооперативного эффекта на примере связывания гемоглобином кислорода было показано (J. Mono et ah, 1965; D.E. Koshland et ah, 1966; M.F. Perutz, 1972), что процессы оксигенации-дезоксигенации сопровождаются конформационными перестройками гембелка. С другой стороны, структурные перестройки при связывании лигандов были выявлены и для целого ряда простых белков (ГА Вашанов, 1994; В.Г. Артюхов и др., 1995). Это позволяет высказать предположение о том, что изменение третичной структуры является единым механизмом ответной реакции белковых систем на ли-ганд-белковые взаимодействия. Однако для гемоглобина, обладающего четвертичной структурой, конформационные перестройки апобелковой части могут мигрировать внутри тетрамера через область субъединичных контактов, что подтверждается изменениями основных макрохарактеристик (Р50 и ос) кислородсвязывающей способности гембелка и также не противоречит

теории кооперативного эффекта.

Высокая степень лабильности апобелка и возможность обратимой диссоциации тетрамера на низкомолекулярные компоненты способствуют поддержанию гетерогенной системы гемоглобина в организме, включающей его цитозольную и мембраносвязанную формы, а также различные гибридные состояния.

Большее сродство мембраносвязанного гемоглобина к кислороду по сравнению с цитозольной формой позволяет высказать предположение о том, что иммобилизованый гембелок, наряду с известной ролью в регулировании уровня мембранной фракции 2,3-ДФГ и эритролоэза, в обеспечении облегченной диффузии кислорода в эритроцит, может выступать как дополнительный компонент антиоксидаитной системы эритроцита. С одной стороны, это подтверждается его структурной организацией (наличием центрального атома железа переменной валентности). С другой — создает возможность преимущественного связывания активных форм кислорода, таких как синглетный кислород и супероксидный анион-радикал. Все из высказанных гипотез показывают важное адаптационное значение мембраносвязанного гемоглобина для кислород-транспортной системы организма в целом.

Повышение общей гетерогенности системы за счет образования функциональных димеров (гибридов валентности типа димер , отличающихся по уровню кислородсвязывающей и антиоксидантной (перокси-дазной и каталазной) активностей, индуцирует структурные нарушения апобелковых частей субьединиц в оксиформе. Это проявляется на уровне кис-лородтранспортной способности, оцениваемом по величинам давления полунасыщения и константы Хилла. Обнаруженный факт является дополнительным свидетельством возможности миграции конформационных изменений через область субъединичных контактов и активной роли последних в поддержании уровня функциональной активности тетрамеров.

Эксперименты, проведенные с применением полигемоглобина, показывают, что наблюдаемые изменения его функциональных свойств обусловлены ограничением подвижности апобелка за счет дополнительных ковалентных связей. При высоком содержании в молекулах Ро1уНЬ мет- и карбоксиформ гем-белка кислородсвязывающие свойства таких образцов близки по основным характеристикам к частично диссоциированным димерам. Следовательно, можно заключить, что в данном случае димерные формы ведут себя независимо в составе молекулы полигемоглобина и, как и в случае тетрамеров, выступают в качестве структурных элементов кислородтранспортной системы.

Воздействие интегрального потока УФ-света (240—400 нм) на гемоглобин индуцирует, наряду с деградацией гемовой части функционально активных форм (НЬ02 и НЬ), глубокие 1 р у ш высшнйОшадЛЦйййКЗШЗ^?^10,11 а ц и и

БИБЛИОТЕКА ! I С. Петербург |

1» «-¿п. ( 33

апобелка. Использование различных структурных форм гембелка позволило доказать, что наряду с изменением третичной структуры, одним из основных механизмов фотомодификации является диссоциация его тетрамерных молекул (различного л игандного состава) надимеры. На это указывают данные о том, что УФ-свет в использованных нами дозах не оказывает влияния на функциональные свойства тотальных димеров гемоглобина В случае частично диссоциированных молекул гембелка наблюдается увеличение сродства их к кислороду до значений, характерных для тотальных димеров (Р50= 5 мм рт.ст.).

Блокирование сульфгидрильных групп Су8 93 <(8) молекулы гемоглобина не сказывается на степени диссоциации тетрамеров гембелка на низкомолекулярные компоненты, но индуцирует конформационные перестройки глобина, затрудняющие кооперативное взаимодействие субъединиц в процессе оксигена-ции. Одновременно с этим создаются условия для демаскирования ранее скрытых остатков Юув 104(а) и Сув 112ф). Блокирование последних способствует накоплению в образцах димерных форм, тестируемому по значениям

р50 и а

Выраженный фотопротекторный эффект иодацетамида по отношению к кислородсвязываюгцей способности гемоглобина позволяет сделать заключение о существенной роли остатков Суз 93 ф) в ответной реакции макромолекулы на воздействие УФ-излучения. По-видимому, это обусловлено затруднением связывания молекул 2,3-ДФГ.

Полимеризация гемоглобина, связанная с ограничением конформацион-ной подвижности макромолекулы, определяет иное ее поведение при УФ-об-лучении данного спектрального состава. Несмотря на существенное уменьшение величина Р50 и а до значений, близких к димерам («7,5 мм рт.ст. и 1,40 соответственно), обнаруженный факт связан, по всей вероятности, с перестройками третичной структуры апобелка без существенного накопления низкомолекулярных компонентов. Однако и в данном случае можно предположить модификацию областей субъединичных контактов.

Возможные процессы, приводящие к изменению функциональных свойств молекул гемоглобина при их фотомодификации в диапазоне длин волн 240— 400 нм, просуммированы нами в виде схемы, представленой на рис. 14.

Апобелковая часть молекулы гемоглобина, наряду с известной ролью гема, имеет важное значение и в реализации воздействия ДУФ-излучения (300—400 нм).

Модификация гемового компонента подтверждается результатами по исследованию динамики основных лигандных форм гембелка после ДУФ-облу-чения. Представленные в диссертации данные свидетельствуют о том, что фоточувствительнон является оксиформа гемоглобина, характеризующаяся полосой поглощения при 3.42. им, наличие которой, очевидно, является необходн-

Рис. 14. Схема возможных процессов, лежащих в основе фотомодификации кислородсвязывающей способности молекул гемоглобина

мым условием для инициации фотопревращений в молекуле гемоглобина.

Уменьшение величин Р50 при малых дозах облучения (1,9—9,5 Дж/м2) позволяет предположить, что хромофоры, ответственные за поглощение света с локализованы в области непосредственного апобелкового окружения гема. Большие дозы (до 114 Дж/м2) индуцируют ослабление кооперативного эффекта в тетрамерах (ос=1,69), что не может быть объяснено накоплением гибридов валентности, поскольку, во-первых, для них константа Хилла выше (а= 1,81), а, во-вторых, кислородсвязывающие свойства последних сами зависят от дозы ДУФ-облучения. Кроме того, в указанных условиях выявлено

лишь незначительное увеличение концентрации метгемоглобина. Следовательно, можно допустить факт миграции конформационных возмущений по апо-белку (за счет перераспределения интегрированной системы слабых взаимодействий— «конформационная волна»); конечным акцептором их также служат области субъединичных контактов. Это подтверждается и результатами экспериментов с использованием образцов гемоглобина с измененной структурой субъединичных контактов—димеров и гибридов валентности.

Особого внимания заслуживает идентификация природы хромофора при 342 нм. Исходя из имеющихся литературных сведений о природе контактов гем-гло-бин и их модификации в процессе оксигенации, можно предположить, что важная роль в поглощении ДУФ-квантов принадлежит комплексу «имидазольная группа дистального гистидина—кислород—центральный атом железа», формирующемуся только в оксиформе гембелка. Известно, что процесс оксигенации сопровождается формированием (предположительно) водородной связи имида-зола His E7 и одним га атомов кислорода, а также перемещением и изменением электронного состояния атома железа (Ч. Кантор, П. Шиммел, 1984). В данном случае, по-видимому, атом кислорода устраняет экранирующее действие CH2-группы имидазола гистидина (при дозах ДУФ-облучения более 9,5 Дж/м2) и вовлекает последний в общую систему сопряженных связей с гемовой группировкой. Косвенным подтверждением высказанной гипотезы является сложная зависимость сродства гембелка к кислороду от величины рН: резкое изменение ответной реакции в функциональных свойствах гемоглобина приходится на область рК гистидина (6,0—6,5).

На основании представленных данных можно предложить следующую схему структурных модификаций молекул гемоглобина при действии ДУФ-излу-чения:

Серотонин, вступая в комплекс с гемопротеидом, обеспечивает защитный

модификация субьсдиничных контактов.

ДУФ-свет (300—400 нм)

частичная деградация гема

эффект по отношению к функциональной активности данного белка при УФ-облучении. Фотопротекторные свойства биогенного амина могут быть обусловлены как вероятным эффектом гипоксии, создаваемой на молекулярном уровне (увеличение сродства комплекса к кислороду), так и конкурентным поглощением квантов и/или продуктов фотолиза воды.

Использование различных структурных форм гемоглобина позволило сделать вывод о том, что комплексообразование макромолекулы с серотонином на начальном этапе (соотношение молекул до 1:10) происходит в специфических участках апобелковой части, затрагивающих субъединичные контакты. Как показали результаты экспериментов по ИК-спектрофотометрии образцов, кислотно-основному титрованию и динамике лигандных форм гембелка, предложенный ранее механизм комплексирования биогенного амина с центральным атомом металла порфириновой части гембелков (W- Lohmann, A.J. Moss, 1957) справедлив лишь при высоких концентрациях серототша (100 молекул на 1 молекулу Hb), сопровождается дезорганизацией белковой глобулы и деструкцией гема вследствие взаимодействия, в первую очередь, с остатками пропио-новой кислоты.

Конкурентное акцептировать квантов света может осуществляться индоль-ным кольцом серотонина с возбуждением л-электронного состоящая школьного кольца и возможным переносом электрона на атом азота аминогруппы с последующей ее диссоциацией и, возможно, участием в восстановлении SH-групп.

Дезактивация свободнорадикальных продуктов фотолиза воды может происходить за счетреакции вторичного амина индола с активными формами кислорода (с образованием R—NOH), реакции а-аминогруппы с активными формами кислорода с образованием R—NOH и электрона, который переносится по сопряженным связям на ОН-группу с последующей ее диссоциацией и взаимодействием с ОН-радикалом с образованием пероксидных соединений.

Протекание названных реакций позволяет серотонину эффективно осуществлять конкурентное фотопротекторное действие по отношению к биологическим системам.

Анализ природы субъединичных контактов в молекуле гемоглобина (Е. Antonini, M. Brunori, 1970) показывает, что в силу особенностей своего пространственного строения серотонин может формировать водородные связи между субъединицами типа <Xjß2, способствуя упрочению конформации макромолекулы. В этом случае участками комплексообразования являются контакты между остатками аспарагиновой кислоты G1 (94)а иаспарагина G4( 102)ß, треонинаС3(38)а игистидина FG4(97)ß, атакже, возможно, тирозина Н23(140)ос и триптофана C3(37)ß,тирозина С7(42)аи аргинина C6(40)ß. Структуры формируемых при этом комплексов представлены на рис. 15.

Рис. 15. Предполагаемая схема формирования водородных связей между ссротонином и апобелком гемоглобина в области контаетов субъединиц типа а,Р2

С другой стороны, экспериментальные данные показывают, что формирование комплекса гемоглобин-биогенный амин индуцирует диссоциацию тет-рамеров на димеры. Следовательно, необходимо допустить комплексообразо-вание серотонина с аминокислотными остатками только одной из субъединиц димера т и п цх^, водягцеек ослаблению (и, в конечном итоге, разрыву) всей системы связей, поддерживающих их взаимодействие. Уменьшение числа титруемых ионогенных групп при рН 4,0 убеждает, что основную роль в комл-лексообразовании играют группы аспарагиновой и глу-

таминовой аминокислот. На основании имеющихся литературных данных можно утверждать, что важное значение в данном случае будет иметь реакция этерификации карбоксильной группы аспарагиновой кислоты в 1 (94)<Х, приводящая к формированию следующего комплекса:

Кроме того, возможно формирование серотонином амидных связей с целым рядом аминокислотных остатков в области контактов субьединиц: имида-зольной группой гистидина РС4(97)3, треонином СЗ(38)а,триптофаномСЗ(37)Р, тирозинами Н23(140)аиС7(42)апартийном С6(40)р. Структура образующихся комплексов приведена на рис. 16.

Тот факт, что комплексообразование может протекать за счет формирования ковалентных связей подтверждается и результатами, полученными при исследовании флуоресцентных характеристик системы гемоглобин-биогенный амин. Обращает на себя внимание выраженная биполярность структуры молекулы серотонина, обусловленная высокой активностью его функциональных групп — гидроксила и вторичного амина. В предложенных процессах взаимодействия серотонин выступает как донор электронов, чем, по-видимому, и объясняется его выраженная фотопротекторная (антиоксидантная) функция в составе комплекса.

Проведенные эксперименты позволили выявить существенные нарушения структурного состояния молекул гемоглобина, индуцированные влиянием кар-нозина. Наблюдаемые конформационные перестройки находят свое отражение в изменении основных показателей кислородсвязывающей способности гембелка, прежде всего значений Р50 и а. Следует подчеркнуть, что характер структурно-функциональных модификаций гемоглобина при воздействии использованных факторов различен в зависимости от того, в какой форме находится белок: свободной (раствор) или внутриклеточной.

Рис. 16. Предполагаемая структура комплексов, сформированных между серотонином и гемоглобином в области контактов субъединиц типа за счет образования амидной связи

Карнозин формирует комплекс с молекулами гемоглобина в растворе. Как следует из данных по тепловой денатурации образцов, комплексообразование осуществляется за счет слабых взаимодействий, ие изменяющих существенным образом общую энергию макромолекулы. Дипептид не взаимодействует с гемовой группировкой, на что указывает характер динамики основных лиган-дных форм. По-видимому, взаимодействие носит многофазный характер и на начальном этапе (соотношение компонентов 1:10) осуществляется в области контактов субъединиц. Это подтверждается изменениями величины константы Хилла.

При модификации карнозином суспензий эритроцитов его влияние осуществляется в основном опосредовашю, за счет модификации клеточной мембраны. Однако выявленные изменения функциональной активности внутриэрит-роцитарного гембелка в этом случае не позволяют исключить и возможности проникновения дипептида внутрь клетки.

Фотопротекторное действие карнозина по отношению к кислородсвязыва-ющим свойствам гемоглобина при использованных дозах облучения (151 и 302 Дж/м2) выявлено как для свободного (раствор), так и внутриклеточного гембелка лишь при минимальной концентрации дипептида. По-видимому, основным механизмом защиты является конкурентное акцептирование свободнора-дикальных состояний, формирующихся при фотолизе воды и/или ПФОЛ по пути, аналогичному серотонину, т.е. за счет реакций имидазольной и аминной групп.

Увеличение концентрации карнозина вызывает общую лабилизацию макромолекулы, дезорганизующую систелгу сопряженных связей. Это объясняет ослабление фотопротекторного действия дипептида в указанных условиях. Нельзя также исключить и возможность агрегации молекул гемоглобина, на что указывает возрастание а до значений, превышающих 4.

Уровень аитиоксидантной активности молекул гемоглобина также определяется структурным состоянием апобелка. Разная направленность ответной реакции гембелка на воздействие УФ-излучения в проявлении каталазной и пероксидазной активностей может быть объяснена противоположным влиянием процессов диссоциации его тетрамеров. По-видимому, олигомерная организация макромолекулы является необходимым условием повышения каталазной активности, в то время как диссоциация на протомеры способствует усилению пероксидазной активности гембелка.

Образование поперечных связей между молекулами полигемоглобина и СОД (каталазы) приводит к формированию полифункциональных ассоциатов, сочетающих как кислородтранспортные, так и антиоксидантные свойства. При этом комплекс полигемоглобин-СОД оказывается более фоторезистентным по сравнению с образцами полигемоглобина, т. к. УФ-облученне в дозе 151

Дж/м2 не влияет на уровень проявления им кислородсвязывающей способности за счет активизации процессов дисмутации супероксидных анион-радикалов. Увеличение дозы облучения стимулирует накопление в образцах гидропе-роксидных (и, возможно, другой природы) радикалов, что подтверждается результатами исследований структурно-функциональных характеристик комплексов полигемоглобин-каталаза и фотопротекторным действием в указанных условиях серотонина.

Таким образом, природа радикалов, оказывающих повреждающее действие преимущественно на белковые структуры, зависит от дозы и спектрального состава УФ-облучения. Это создает предпосылки для разработки способов избирательной защиты белков, в частности, на основе формирования полифункциональных ассоциатов, таких как полигемоглобин-супероксиддисмутаза и полигемоглобин-каталаза (Е В'^пШо, Т.М.СИа^, 1997; 1998).

V. ВЫВОДЫ

1. Установлено, что одним из основных механизмов фотомодификации структурного состояния молекулы гемоглобина интегральным потоком УФ-света, наряду с возможной частичной деградацией гема функционально активных форм гембелка, является диссоциация его тетрамеров на димеры. Элементарной единицей кислородтранспортной функции гемоглобина является димер типа

2. Выявлено, что модификация областей контактов субъединиц УФ-светом различного спектрального состава, а также серотонином и карнозином индуцирует перестройки третичной структуры апобелка.

3. На основании экспериментальных данных по изучению влияния УФ-све-та широкого диапазона длин волн на внутриэритроцитарный гемоглобин высказано предположение о том, что мембраносвязанный гембелок играет ведущую роль в дезактивации активных форм кислорода на эритроцитарной мембране, обеспечивая защиту цитозольной формы гембелка.

4. Анализ кислородсвязывающих свойств и структурного состоять ДУФ-облученного гемоглобина позволил заключить, что наиболее вероятным местом молекулы оксигемоглобина, ответственным за поглощение энергии длинноволнового УФ-излучения, является комплекс «имидазол дистального гистидина—молекула кислорода—атом железа гема».

5. Показано, что при дозах длинноволнового УФ-облучения растворов гемоглобина, превышающих 10 Дж/м2, осуществляется миграция волны конфор-мационных изменений с хромофора на апобелок, к области субъединичных контактов. Предложена схема дезактивации поглощенной энергии ДУФ-кван-тов в молекуле гембелка.

6. Доказано, что серотонин оказывает фотопротекторное действие по отно-

шению к кислородсвязывающей способности гемоглобина как в растворе, так и в составе эритроцитарной клетки.

7. Установлено, что связывание серотонина молекулой гемоглобина носит, по крайней мере, двухфазный характер. На первом этапе (до 10 молекул биогенного амина на молекулу гембелка) комплексообразование осуществляется в специфических участках апобелка, затрагивающих области субъединичных контактов. Увеличение содержания серотонина в образцах индуцирует структурные нарушения в порфириновой группировке, модификацию вторичной структуры апобелка и, как следствие, деградацию функционально активных форм гембелка.

8. Данные по кислотно-основному титрованию образцов гемоглобин-се-ротонин и анализ литературы позволили установить, что ведущую роль в ком-плексообразовании гембелка с биогенным амином играют реакции этерифи-кации и карбоксильных групп аспарагиновой и глутаминовой аминокислот. Возможно также формирование амидных связей между серото-нином с одной стороны и гистидином 97(р), треонином 38(а), триптофаном 37(Р), тирозинами 140(ос) и 42(ос), аргинином 40((3) апобелка. Предложены схемы возможных реакций при формировании комплекса между гемоглобином и биогенным амином.

9. Высказано предположение о том, что антиксидантное действие серотонина может осуществляться за счет реакций вторичного амина индола и ос-аминогруппы с активными формами кислорода. В составе комплекса гемоглобин-серотонин последний проявляет свое антиоксидантное действие за счет своей высокой электронофильности.

10. Показано, что в растворе формируется комплекс между гемоглобином и карнозином. Это взаимодействие носит многофазный характер и осуществляется в апобелковой части в области контактов субъединиц за счет слабых взаимодействий.

11. Модификация карнозтюм кислородсвязывающих свойств внутриэрит-роцитарного гемоглобина происходит в основном опосредовано, за счет изменения физико-химических свойств компонентов эритроцитарной мембраны. Возможно и проникновение карнозина внутрь клетки, что подтверждается характером изменения основных макрохарактеристик функциональной активности цитозольной формы гембелка в присутствии дипептида.

12. Карнозин проявляет фотопротекторное действие по отношению к кис-лородтранспортной способности гемоглобина как в растворе, так и в составе эритроцитарной клетки за счет акцептирования продуктов фотолиза воды и ПФОЛ. Механизм антиоксидантного действия дилептида, по-видимому, аналогичен таковому, выявленному для серотонина, и обусловлен реакциями ими-дазольной и аминной групп с активными формами кислорода.

13. Установлено, что уровень проявления гемоглобином собственной антнок-сидантной активности (каталазной и пероксидазной) определяется олигомерной организацией его макромолекулы: степень диссоциации тетрамера гембелка может служить одним из важных адаптационных механизмов регулирования его функциональной активности при различных внешних воздействиях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Артюхов В.Г., Вашанов Г.А. Кислородсвязывающие свойства гемоглобина, модифицированного воздействием температуры и додецилсуль-фата натрия // Физиол.журнал СССР. — 1990. — Т.76, №10. — С.1361-1367.

2. Artjukhov V.G., Vashanov G.A., Kovaleva T.A. Laws of Structural and Functional Changes ofComplex Proteins Extracted in Different Microenvironment / International organic substances solvent extraction conference: Conf.papers.— Voronezh, 1991—Vol.2.—R229-23L

3. Артюхов В.Г., Вашанов Г.А., Лавриненко И.А. Возможный механизм фотопротекторной функции серотонина по отношению к кислородтранспортной способности гемоглобина человека / Материалы Международной научной конференции. — Гродно, 1993.—4.1. — С.7-8.

4. Артюхов В.Г., Вашанов Г.А Серотонин как фотопротектор кислородтранспортной функции гемоглобина//Биофизика. —1993. — Т.38, Вып.4.— С.580-583.

5. Артюхов В.Г., Вашанов Г.А., Лавриненко I.A., Резван С.Г. Про характер структурннх перетворень молекул гемоглобшу при ди деяких ф!зико-х1М1чних фаю-opiB /1 зЧзд Украшського бюф1зичного товариства: Marepiarm зМзду. — Кшв, 1994.—С.30.

6. Артюхов В.Г., Вашанов ГА., Наквасша М.А Структурно-функцюнальний стан складних битв як прояв УФ-шдукованих вшыю-радикальних процеав /1 зЧзд Украшського бюф!зичного товариства: MaTepiann зЧзду.—Кш'в, 1994. — С.ЗО-31.

7. Вашанов ГА, Артюхов В.Г., Бавыкина М.В. Кислородсвязывающие свойства растворов гемоглобина человека, УФ-облученных в присутствии йодаце-тамида// Радиационная биология. Радиоэкология. — 1994. — Т.34, Вып.З. — С.353-356.

8. Вашанов ГА, Артюхов В.Г. Структурно-функциональные изменения гемоглобина человека, индуцированные УФ-светом и серотонином // Биофизика.— 1994.—Т.39, Вып.4.—С.571-575.

9. Артюхов В.Г, Башарина О.В., Вашанов ГА., Жуликова И.И., Наквасина М.А. Анализ структурно-функциональных изменений сложных белков крови доноров и больных людей после УФ-облучения // Вести. Санкт-Петербургского ун-та. — 1994.— Серия 4,ВыпЛ.—СЛЗО.

10. Артюхов В.Г., Вашанов ГА., Лавриненко И.А. Исследование вторичной структуры фотомодифицированных транспортных белков крови методом ИК-спектроскогаш / Физико-химические основы функционирования белков и их комплексов: Материалы Междунар. симпозиума. — Воронеж,

1995.—С.17-20.

11. Артюхов В.Г., Вашанов ГА, Гусинская В.В., Жуликова И.И., Наквасина МЛ. Структурно-функциональные изменения некоторых белков крови как результат протекания свободно-радикальных реакций при УФ-облучении // Вести. Санкт-Петербургского ун-та.—1995.—Серия 4, Вып.2 (№11).—С.7-12

12. Вашанов ГА., Артюхов В.Г, Федотова Т.Ю. Фотохимические изменения гемоглобина человека в растворе и в составе эритроцитарной клетки / Материалы Совещания-семинара заведующих кафедрами биофизики и преподавателей, читающих курс «Биофизика».—Воронеж: ВГУ, 1996.—С.24-30

13. Artyukhov V.G., Vashanov G.A. Principles and peculiarities of photochemical transformations of the hemeproteins /12th Int Congress on photobiology: Congr. Abstracts,—Vienna, 1996.—P. 105.

14. Artyukhov V.G., Basharina O.V., Vashanov G.A., Gusinskaya V.V., Nakvasina M.A. Functional activity of individual components of the bronchial asthma patients blood after AUVIB-therapy / 12th Int. Congress on photobiology: Congr. Abstracts. — Vienna, 1996. — P. 225.

15. Артюхов В.Г, Вашанов ГА. Фотофизика и фотохимия гемопротеидов /1 Всеросс. конф. фотобиологов: Тез. докладов.—Пущино, 1996.—С. 60-61.

16. Вашанов ГА., Артюхов В.Г, Козлова И.Е. Роль УФ-света с А.=342 нм в общем эффекте фотомодификации кислородсвязывающих свойств гемоглобина человека / I Всеросс. конф. фотобиологов: Тез. докладов. — Пущино,

1996.—С. 65.

17. Лавриненко НА., АртюховВ.Г, Вашанов ГА. Фотомодификация кисло-родсвязывающих свойств внутргоршрощггарного гемоглобина / I Всеросс. конф. фотобиологов: Тез. докладов. — Пущино, 1996.—С. 79-80.

18. Вашанов ГА., Артюхов В.Г, Ащепкова СЕ. Влияние карнозина на структурно-функциональное состояние гемоглобина в растворе и в составе эритроцитов / Всеросс. научн. конф. "Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств": Тез. докладов.—СПб, 1996.—С. 125-126.

19. Vashanov G.A., Artyukhov V.G. Changes ofHill's constant as a displaing of structural photomodifications ofthe hemoglobin molecules / Int Scient. Conference "Mathematical models of non-linear excitation, transport, dynamics, control in condenced systems and other mediums": Conf. Abstr. — Tver, 1996. - P. 75.

20. Вашанов ГА., Артюхов В.Г. Изменение трепгчной структуры белков как возможный универсальный механизм ответной реакции белков на развитие свободнорадикальных процессов / Кислород и свободные радикалы: Материа-

лы Междунар. Симпоз.—Гродно, 1996.—С. 107-108.

21. Вашанов ГА, Артюхов В.Г., ОбразцоваН.П. Функциональные свойства гибридных молекул гемоглобина// Биофизика. —1997.—Т.42, Вып. 1.—С.244. (Деп.вВИНИТИ№3028-В96от 14.10.1996г.)

22. Артюхов В.Г., Вашанов ГА, Лавриненко И.А Спектральные и функциональные свойства белков транспортной системы крови, фотомодифицирован-ных в условиях различного микроокружения // Вестн. Воронежского ун-та.—Серия 2 (Естественные науки). — 1996.—№ 2. — С. 3-10.

23. Артюхов В.Г., Башарина О.В., Вашанов ГА., Наквасина М.А., Путинцева О.В. Олигомерные белки: структурно-функциональные модификации и роль субъединичных контактов.—Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1997.—264 с.

24. Artyukhov V.G., Vashanov G.A., Nakvasina M.A. Structural and UV-modifications of some oligomer proteins // Ecological Congress. — 1998. — № 4, Vol.1.—P. 35-39.

25. Артюхов В.Г., Вашанов ГА., Лавриненко И.А., Козлова И.Е. Молекулярные механизмы связывания серотонина молекулами гемоглобина с различным субъединичным составом / Проблемы теоретической биофизики: Тез. докл. Междунар. шкапы.—Москва, 1998.—С. 107.

26. Вашанов ГА, Артюхов В.Г., Глушкова О.В. Структурно-функциональные свойства образцов гемоглобина человека, содержащих гибриды валентности /Физико-химические основы функционирования белков и их комплексов: Материалы II Междунар. симпоз.—Воронеж, 1998.—С. 47-52.

27. Вашанов ГА., Артюхов В.Г. Физиологические и биофизические основы действия некоторых биогенных соединений на кислородсвязывающие свойства гемоглобина человека / XXVII Съезд Всероссийского физиологического общества им. И.П. Павлова: Тез. докл.—Ростов-на-Дону, 1998. — С. 156-157.

28. Вашанов Г.А. Молекулярные механизмы фотопротекторного действия серотонина / II съезд биофизиков России: Материалы съезда. — Москва, 1999. —С. 18-19.

29. Пупшцева О.В., Артюхов В.Г., Вашанов ГА. Структурно-функциональные характеристики молекул гемоглобина при длительном хранении консервированной крови доноров // Росс. Физиология. Журн. — 2000. — Т.86, №4. — С.432-439.

30. Вашанов ГА., Артюхов В.Г. Физико-химические и функциональные свойства гибридных макромолекул гемоглобина человека // Вестн. ВГУ. Серия: Химия. Биология.—2000.—№2.—С.94-99.

31. Вашанов Г.А., Лавриненко И.А., Клюбин А.В., Артюхов В.Г. Изменение содержания лигандных форм гемоглобина после УФ-облучения его растворов / II Междунар. конгресс "Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине": Тез. докл. — СПб, 2000. — С. 131.

32. Артюхов В.Г., Вашанов ГА Структурно-функциональные УФ-модифи-кации олигомерных белков / VII Междунар.конф. по химии и физико-химии олигомеров "0лигомеры-2000": Тез. докл.—Пермь, 2000. — С.5.

33. Вашанов ГА., КозловаИ.Е., Артюхов В.Г. Структурно-функциональные свойства интактных и УФ-облученных комплексов полигемоглобин-суперок-сиддисмутаза и полигемоглобнн-каталаза / VII Междунар.конф. по химии и физико-химии олигомеров "0лигомеры-2000": Тез. докл. — Пермь, 2000. — С.159.

34. Артюхов В.Г., БашаринаО.В., Вашанов ГА, Гусинская В.В., Наква-сина М.А. Олигомерные белки: модуляция УФ-чувствительности и закономерности фотохимических превращений // Радиационная биология. Радиоэкология. —2001. —Т.41,№1. — С. 78-103.

35. Артюхов В.Г, Вашанов ГА., Козлова И.Е. УФ-чувствительность диме-ров гемоглобина в свободном состоянии и в составе гибридов валентности: модификация серотонином // Радиационная биология. Радиоэкология. 2001. — Т.41,№2.—С. 190-194.

36. Артюхов В.Г, Лавриненко И.А., Вашанов ГА. О вкладе прямого и косвенного действия УФ-излучения в изменение содержания основных лиганд-ных форм гемоглобина в растворе // Вести. ВГУ. Серия: Химия. Биология. Фармация.—2003.—№2.—С.95-100.

Заказ № 9—2004 от 1.03.2004 г. Тираж 100 экз. РИЦ ЕФ ВГУ

* - 5 1 1 5;

Содержание диссертации, доктора биологических наук, Вашанов, Геннадий Афанасьевич

I. ВВЕДЕНИЕ.

II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

ГЛАВА 1. СТРУКТУРА, ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА.

1.1. Структура молекулы гемоглобина.

1.2. Спектральные характеристики гемоглобина.

1.3. Связывание и перенос лигандов гемоглобином.

1.4. Структурно-функциональные особенности некоторых лигандных форм гемоглобина.

1.4.1. Структурные особенности и некоторые физико-химические свойства метгемоглобина.

1.4.2. Особенности структуры и физико-химических свойств карбоксигемоглобина.

1.5. Функциональные свойства молекул гемоглобина с различным субъединичным составом.

1.6. Структурная организация эритроцитарной мембраны.

1.7. Цитозольная и мембраносвязанная формы внутриэритроцитарного гемоглобина.

III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.2. Получение суспензии отмытых эритроцитов.

2.3. Получение теней эритроцитов.

2.4. Получение растворов оксигемоглобина.

2.5. Получение растворов метгемоглобина.

2.6. Получение растворов карбоксигемоглобина.

2.7. Получение димеров гемоглобина различного состава.

2.8. Формирование гибридов валентности.

2.9. Образование молекул полигемоглобина.

2.10. Образование поперечных сшивок между молекулами полигемоглобина, супероксиддисмутазы и каталазы.

2.11. Регистрация спектров поглощения в УФ- и видимой областях.

2.12. Регистрация спектров пропускания в ИК-области.

2.13. Регистрация кривых диссоциации оксигемоглобина.

2.14. Определение величины константы Хилла.

2.15. Определение процентного содержания лигадных форм гемоглобина в растворе.

2.16. Хроматографическое фракционирование на КМ-целлюлозе.

2.17. Регистрация спектров фотофлуоресценции.

2.18. Определение каталазной активности растворов гемоглобина

2.19. Определение пероксидазной активности растворов гемоглобина.

2.20. Определение супероксиддисмутазной активности.

2.21. Неэнзиматическое определение содержания фосфатов.

2.22. Регистрация кривых термоденатурационного плавления гемоглобина в его растворах.

2.23. Проведение сеансов АУФОК-терапии.

2.24. УФ-облучение растворов гемоглобина и суспензии эритроцитов.

2.25. Определение количества ионогенных групп в белковой макромолекуле методом кислотно-основного титрования.

2.26. Вычисление спектра буферной емкости белка.

2.27. Статистическая обработка результатов экспериментов.

ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИХ СВОЙСТВ

РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ФОРМ ГЕМОГЛОБИНА.

3.1. Изучение кислородсвязывающих свойств растворов гемоглобина человека.

3.2. Изучение кислородсвязывающих свойств гемоглобина в составе эритроцитарных клеток.

3.3. Исследование кислородсвязывающих свойств мембраносвязанного гемоглобина.

3.4. Исследование кислородсвязывающих свойств гибридов валентности гемоглобина.

3.5. Исследование кислородсвязывающих свойств образцов гемоглобина, содержащих димеры различного состава.

3.6. Исследование кислородсвязывающих свойств образцов полигемоглобина.

3.7. Исследование кислородсвязывающей способности молекул полигемоглобина, содержащих метгемоглобин.

3.8. Исследование кислородсвязывающей способности молекул полигемоглобина, содержащих карбоксигемоглобин.

ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ (240—390 им) НА КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИЕ СВОЙСТВА РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНЫХ ФОРМ ГЕМОГЛОБИНА.

4.1. Влияние УФ-излучения на кислородсвязывающую способность растворов гемоглобина человека.

4.2. Влияние УФ-света на кислородсвязывающие свойства внутриэритроцитарного гемоглобина.

4.3. Изучение функциональных свойств фотомодифицированного мембраносвязанного гемоглобина.

4.4. Изучение УФ-чувствительности тотальных димеров гемоглобина.

4.5. Исследование УФ-чувствительности частично диссоциированных образцов гемоглобина.

4.6. Изучение УФ-чувствительности гибридов валентности гемоглобина.

4.7. Изучение УФ-чувствительности молекул полигемоглобина.

ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ КИСЛОРОДСВЯЗЫВАЮЩИХ СВОЙСТВ ГЕМОГЛОБИНА, МОДИФИЦИРОВАННОГО

ИНТЕГРАЛЬНЫМ УФ-ИЗЛУЧЕНИЕМ И СЕРОТОНИНОМ.

5.1. Влияние серотонина на кислородтранспортные свойства растворов гемоглобина.

5.2. Кислородсвязывающие свойства гемоглобина, подвергнутого сочетанному воздействию УФ-излучения и серотонина.

5.3. Изучение кислородсвязывающих свойств тотальных димеров гемоглобина, УФ-облученных в присутствии серотонина.

5.4. Изучение кислородсвязывающих свойств частично диссоциированных молекул гемоглобина,

УФ-облученных в присутствии серотонина.

5.5. Исследование УФ-чувствительности модифицированных серотонином гибридных молекул гемоглобина.

5.6. Исследование кислородсвязывающих свойств полигемоглобина, УФ-облученного в присутствии серотонина.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ДЛИННОВОЛНОВОГО УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ (300-400 нм) НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА.

6.1. Влияние ДУФ-света на спектральные свойства гемоглобина

6.2. Влияние ДУФ-света на кислородсвязывающую функцию тетрамеров гемоглобина.

6.3. Влияние ДУФ-света на кислородсвязывающие свойства гемоглобина с измененной структурой субъединичных контактов.

6.4. Влияние ДУФ-света на спектральные свойства гемоглобина человека в присутствии серотонина.

6.5. Кислородсвязывающие свойства гемоглобина, подвергнутого воздействию ДУФ-света в присутствии серотонина. б.б. Исследование термодинамических параметров молекул гемоглобина, ДУФ-облученных в свободном состоянии и в присутствии серотонина.

ГЛАВА 7. ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ОСНОВНЫХ ЛИГАНДНЫХ ФОРМ ГЕМОГЛОБИНА В РАСТВОРЕ И В СОСТАВЕ ЭРИТРОЦИТАРНОЙ КЛЕТКИ ПОСЛЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ.

7.1. Влияние интегрального потока УФ-света на содержание основных лигандных форм гемоглобина в растворе.

7.2. Влияние длинноволнового УФ-света на содержание основных лигандных форм гемоглобина в растворе.

7.3. Исследование фоторезистентности эритроцитов.

7.4. Исследование процентного содержания лигандных форм гемоглобина, полученных из супернатанта УФ-облученных эритроцитов.

7.5. Исследование процентного содержания лигандных форм гемоглобина, полученных из гематокрита УФ-облученных эритроцитов.

ГЛАВА 8. ИССЛЕДОВАНИЕ СОЧЕТАННОГО ВЛИЯНИЯ КАРНОЗИНА И УФ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ГЕМОГЛОБИНА.

8.1. Кислородсвязывающие свойства растворов гемоглобина в присутствии карнозина.

6.2. Кислородсвязывающие свойства растворов гемоглобина, УФ-облученного в присутствии карнозина.

8.3. Изучение функциональных свойств внутриэритроцитарного гемоглобина, модифицированного карнозином.

8.4. Кислородсвязывающие свойства внутриэритроцитарного гемоглобина, подвергнутого воздействию УФ-света в присутствии карнозина.

8.5. Влияние карнозина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

8.6. Исследование сочетанного влияния интегрального потока УФ-излучения и карнозина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

8.7. Исследование сочетанного влияния ДУФ-излучения и карнозина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

8.8. Исследование физико-химического состояния комплекса гемоглобин-карнозин методом сканирующей микрокалориметрии.

ГЛАВА 9. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПЕРЕСТРОЕК В МОЛЕКУЛАХ ГЕМОГЛОБИНА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ КОМПЛЕКСА С СЕРОТОНИНОМ.

9.1. Исследование флуоресцентных свойств растворов серотонина.

9.2. Изучение флуоресцентных свойств комплекса гемоглобин-серотонин.

9.3. Исследование ИК-спектров образцов гемоглобин-серотонин.

9.4. Влияние серотонина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

9.5. Определение типов химических реакций между гемоглобином и серотонином.

9.6. Зависимость механизма формирования комплекса гемоглобин-серотонин от концентрации и структурного состояния биогенного амина.

9.7. Изучение сочетанного влияния интегрального потока УФ-излучения (240—400 нм) и серотонина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

9.8. Изучение сочетанного влияния ДУФ-излучения (300—400 нм) и серотонина на содержание лигандных форм гемоглобина в растворе.

ГЛАВА 10. ИЗУЧЕНИЕ РОЛИ СУЛЬФГИДРИЛЬНЫХ ГРУПП В ФОТОМОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГЕМОГЛОБИНА.

10.1.Влияние иодацетамида на кислородтранспортную функцию гемоглобина.

10.2.Изучение фоточувствителыюсти гемоглобина в присутствии иодацетамида.

10.3. Кислородтранспортные свойства гемоглобина крови больных бронхиальной астмой до и после применения АУФОК-терап и и.

10.4. Исследование содержания 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах крови доноров и больных бронхиальной астмой после АУФОК-терапии.

ГЛАВА 11. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА УФ-ОБЛУЧЕННЫХ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ АССОЦИАТОВ ГЕМОГЛОБИНА.

11.1. Исследование каталазной активности различных.

11.2. Изучение пероксидазной активности различных структурных форм гемоглобина.

11.3. УФ-чувствительность молекул полигемоглобина, связанных поперечными сшивками с молекулами супероксиддисмутазы.

11.4. УФ-чувствительность молекул полигемоглобина, связанных поперечными сшивками с молекулами каталазы.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения"

Актуальность проблемы. Исследование закономерностей и механизмов функционирования биосистем различных уровней организации является, несомненно, главной задачей для всех дисциплин биологического профиля. Решение ее позволит целенаправленно влиять на протекание биохимических и физиологических процессов, усиливая благоприятные и нивелируя нежелательные из них.

Ключевая роль в функционировании организмов отводится биополимерам в силу разнообразия функций, выполняемых ими, и на уровне которых реализуется любое воздействие на организм или на его отдельные системы. По существующим в настоящее время представлениям (Ч. Кантор, П. Шим-мел, 1985), белки являются тактическим материалом, реализующим стратегические возможности, заложенные в нуклеиновых кислотах. Следовательно, для объяснения тех макроэффектов, которые мы непосредственно наблюдаем при действии различных факторов среды на организм, необходимо рассматривать их влияние на молекулярный уровень организации живой материи, и, прежде всего, на белковые структуры. Особую важность при этом имеют белки крови, т.к. именно они выступают в роли агентов, ответственных за объединение различных органов и систем организма.

Наибольший удельный вес всех белковых компонентов крови, как плазменных, так и эритроцитарных, составляют белки, осуществляющие транспорт различных низкомолекулярных лигандов. Жизненные функции человека и животных, направленные на поддержание гомеостаза, являются, в конечном итоге, транспортными функциями.

Гемоглобин как объект исследования имеет целый ряд преимуществ. К настоящему времени для него полностью идентифицированы первичная структура и взаимное расположение атомов в молекуле. Специфические особенности структурной организации этого гембелка для различных видов животных позволяют проанализировать зависимость его функциональных свойств от последовательности расположения аминокислотных остатков в макромолекуле. На примере гемоглобина можно проследить роль отдельных компонентов (белкового и неорганического) в ходе ответной реакции на воздействие физико-химических факторов и их взаимовлияние друг на друга. Одновременно данный белок является удобной моделью для изучения влияния различных агентов на ферменты, поскольку его простетическую группу — гем — можно рассматривать как аналог активного центра. Приведенные факты в совокупности с легкостью получения предопределили неослабевающий интерес исследователей к гемоглобину как объекту исследований. Поэтому не случайно опубликовано большое количество работ, посвященных анализу структурно-функциональных свойств этого гембелка в условиях различного микроокружения (JI.A. Блюменфельд, 1957; П.А. Коржуев, 1964; Л.И. Иржак, 1975; M.F. Perutz, 1976; В.Г. Артюхов, 1995).

С целью развития представлений по указанной проблеме нами были проведены комплексные исследования по изучению влияния УФ-света широкого спектрального состава и некоторых природных антиоксидантов на кон-формационный статус и функциональные свойства различных структурных форм гемоглобина.

Важность изучения воздействия использованного физического агента на белковые системы обусловлена рядом причин. В силу того, что УФ-излучение является естественным экологическим фактором, организмы находятся под его постоянным влиянием. Это, вероятно, сыграло определяющую роль и в самом появлении, и в эволюционном развитии живых существ (А.И. Опарин, 1957; М.В. Волькенштейн, 1965;Р.Уэйн, 1991). Необходимость адаптации к нему проявляется и в условиях непосредственной жизнедеятельности индивидуальных организмов, что стало особенно актуально в связи с проблемами разрушения озонового слоя Земли — естественного защитного экрана от проникновения коротко- и средневолнового УФ-света, развитием современных технологических процессов, активным освоением космического пространства. Поэтому неудивительно, что влияние указанного агента на структуру белков достаточно полно изучено (В.Г. Артюхов, 1995). Накопленный экспериментальный материал и идентификация хромофоров, поглощающих энергию излучения, создают предпосылки для соотнесения проявляемых функциональных свойств с вполне определенными конформа-ционными перестройками биомакромолекул.

Наиболее важным среди экологических факторов является длинноволновое УФ-излучение (ДУФ) с Я=300—400 нм. Однако исследования в данной области не получили широкого развития и известны лишь единичные работы, посвященные анализу структурно-функциональных свойств биологических систем после его воздействия. Так, до настоящего времени остается неясным вопрос о природе хромофоров гемоглобина, ответственных за поглощение света в названном диапазоне длин волн, а также о роли их модификации в проявлении гембелком своей функциональной активности. Исходя из вышеизложенного, значительная часть наших исследований была направлена на изучение структурно-функциональных свойств гемоглобина человека, подвергнутого воздействию длинноволнового УФ-света (300—400 нм) в условиях различного микроокружения.

Решение указанных проблем имеет и важное практическое значение, прежде всего для медицины. В частности, в последние годы широкое развитие в клинической практике получил метод аутогемотрансфузии УФ-облу-ченной крови (АУФОК). Несмотря на положительный эффект, который дает указанный метод при лечении и профилактике целого ряда заболеваний (абсцессы, бронхиальная астма, воспалительные процессы, облитерирующие заболевания конечностей и др.), до настоящего времени мало исследованным остается вопрос о механизмах, лежащих в основе его благоприятного действия на организм. Важной на сегодняшний день является и разработка эффективных кровезаменителей на основе химически модифицированного гемоглобина (Н.П. Кузнецова и соавт., 1996; Б. Шгоггп е1 а!., 1996), что обусловлено ограниченными сроками хранения и недостаточными объемами донорской крови. Однако внедрение таких соединений невозможно без активного исследования их структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения.

Задачи работы предусматривали:

3. Исследование влияния природных антиоксидантов — серотонина и карнозина — на уровень проявления функциональных свойств различных структурных форм гемоглобина.

4. Исследование сочетанного действия УФ-света различного спектрального состава и названных антиоксидантов на уровень функциональной активности, проявляемой различными структурными формами гемоглобина.

5. Изучение эффективности и молекулярных механизмов антиоксидант-ного действия серотонина и карнозина при фотомодификации белковых систем.

Научная новизна. Работа является комплексным исследованием, посвященным анализу вопросов взаимосвязи между структурным состоянием и функциональной активностью молекул гемоглобина. Впервые изучено влияние УФ-света на положение кривых диссоциации различных структурных форм оксигемоглобина и степень гем-гемового взаимодействия субъединиц, отражением которых являются величина константы Хилла и значение давления полунасыщения молекулы гемоглобина кислородом. Доказано, что одним из основных механизмов ответной реакции тетрамерных молекул гемоглобина на воздействие интегрального потока УФ-излучения является накопление димерных форм. Получены доказательства, подтверждающие локализацию хромофоров, ответственных за поглощение энергии ДУФ-све-та с ^тах= 342 нм. На основании анализа кислородсвязывающих и спектральных свойств растворов гемоглобина, облученных длинноволновым ультрафиолетовым излучением, показана возможность миграции «волны кон-формационных изменений» с хромофора на апобелок. Установлены молекулярные механизмы фотопротекторного действия серотонина и карнозина по отношению к гембелку. Выявлены участки глобина, ответственные за комплексообразование с указанными антиоксидантами. Оценены антиок-сидантные свойства различных структурных форм гембелка, в том числе и его полифункциональных ассоциатов с каталазой и супероксиддисмутазой. Продемонстрирована важная роль олигомерной организации макромолекулы в уровне проявления собственных каталазной и пероксидазной активностей гембелка.

Практическая значимость. Полученные результаты вскрывают первичные механизмы ответной реакции белковых систем на воздействие УФ-све-та, расширяют представление о молекулярных процессах, лежащих в основе лечебного эффекта метода АУФОК. Эксперименты с использованием эффективных природных фотопротекторов (серотонин, карнозин) позволяют разработать практические основы избирательной фотозащиты отдельных компонентов системы крови. Результаты, полученные с использованием химически модифицированного гемоглобина (полигемоглобина), следует учитывать при разработке искусственных кровезаменителей.

Экспериментальные данные могут быть полезны при обсуждении вопросов молекулярной и экологической биофизики, прогнозирования поведения белковых систем в условиях экологической нагрузки, в частности, при повышенном уровне УФ-радиации.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на Международных конференциях и симпозиумах: «International organic substances solvent extraction conférence» (Voronezh, 1992), «Транспорт кислорода и антиоксидантные системы» (Гродно, 1993), «Эндогенные интоксикации» (Санкт-Петербург, 1994), «Физико-химические основы функционирования белков и их комплексов» (Воронеж, 1995, 1998), «Антенно-фидерные устройства. Системы и средства радиосвязи» (Воронеж, 1995, 1997), «Критерии самоорганизации в физических, химических и биологических системах» (Москва—Суздаль, 1995), «Фундаментальные и прикладные проблемы охраны окружающей среды» (Томск, 1995), «Urban ecology» (Rostov-on-Don, 1995), «Molecular order and mobility in polymer systems» (Saint-Petersburg, 1996), «Mathematical models of non-linear excitation, transport, dynamics, control in condenced systems and other médiums» (Tver, 1996), «Кислород и свободные радикалы» (Гродно, 1996), «Циклы природы и общества» (Ставрополь, 1997), «Биооксидант» (Москва, 1998); на Всесоюзных и Всероссийских конференциях: «Применение ионообменных материалов в промышленности и аналитической химии» (Воронеж, 1991), «Кислотно-основной и температурный гомеостаз» (Сыктывкар, 1994; 1997), «Физико-химические основы и практическое применение ионообменных процессов» (Воронеж, 1996), «Актуальные проблемы создания новых лекарственных средств» (Санкт-Петербург, 1996); на I и II Съездах украинского биофизического общества (Киев, 1994; Харьков, 1998), на XII и XIII Международных конгрессах по фотобиологии (Vienna, 1996; Saint-Francisco, 2000), на I Всероссийской конференции фотобиологов (Пущино, 1996), на Международном экологическом конгрессе (Voronezh, 1996), на II и III Всероссийских съездах фотобиологов (Пущино, 1998; Воронеж, 2001), на съездах Всероссийского физиологического общества им. И.П. Павлова (Ростов-на-Дону, 1998; Казань, 2002), на Международной школе «Проблемы теоретической биофизики» (Москва, 1998), на II съезде биофизиков России (Москва, 1999), на II Международном конгрессе «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2000), на VII Международной конференции по химии и физико-химии олигомеров (Пермь, 2000), на 3-й региональной конференции «Проблемы химии и химической технологии» (Воронеж, 1995), на научно-практической конференция «Актуальные вопросы скорой медицинской помощи — реальность и перспективы» (Воронеж, 1996), на совещании-семинаре заведующих кафедрами биофизики и преподавателей, читающих курс «Биофизика» (Воронеж, 1996), на региональной конференции «Реализация региональных научно-технических программ Центрально-Черноземного региона» (Воронеж, 1996), на X межреспубликанской научно-практической конференции «Актуальные вопросы экологии и охраны природы экосистем южных регионов России и сопредельных территорий» (Краснодар, 1997).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 1 коллективная монография, 35 статей, 39 тезисов.

На защиту выносятся следующие положения:

-УФ-излучение (240—400 нм) индуцирует модификацию областей контактов димеров типа aß,

- Структура хромофора гемоглобина, ответственного за поглощение ДУФ-излучения c?tmax=342 нм, представляет собой, по-видимому, комплекс «имидазол дистального гистидина - кислород - центральный атом железа гема»;

- Серотонин оказывает фотопротекторное действие по отношению к кислородтранспортной способности структурных форм гемоглобина, имеющих тетрамерную организацию;

- Молекулярные механизмы комплексообразования серотонина и кар-нозина с гемоглобином, а также схемы возможных при этом химических реакций, осуществляющихся в области контактов димеров типа aß;

- Механизм антиоксидантного действия серотонина и карнозина по отношению к кислородсвязывающей способности гемоглобина, обусловленный конкурентным акцептированием свободнорадикальных продуктов за счет реакций имидазольной и аминной групп;

- Выдвинутая и схематически представленная концепция о роли контактов димеров типа aß в регулировании функциональной активности гемоглобина в условиях различного микроокружения.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Вашанов, Геннадий Афанасьевич

V. ВЫВОДЫ

2. Выявлено, что модификация областей контактов субъединиц УФ-све-том различного спектрального состава, а также серотонином и карнозином индуцирует перестройки третичной структуры апобелка.

3. На основании экспериментальных данных по изучению влияния УФ-света широкого диапазона длин волн на внутриэритроцитарный гемоглобин высказано предположение о том, что мембраносвязанный гембелок играет ведущую роль в дезактивации активных форм кислорода на эритроцитарной мембране, обеспечивая защиту цитозольной формы гембелка.

4. Анализ кислородсвязывающих свойств и структурного состояния ДУФ-облученного гемоглобина позволил заключить, что наиболее вероятным местом молекулы оксигемоплобина, ответственным за поглощение энергии длинноволнового УФ-излучения, является комплекс «имидазол дистального гистидина — молекула кислорода — атом железа гема».

5. Показано, что при дозах длинноволнового УФ-облучения растворов гемоглобина, превышающих 10 Дж/м2, осуществляется миграция волны кон-формационных изменений с хромофора на апобелок, к области субъединичных контактов. Предложена схема дезактивации поглощенной энергии ДУФ-квантов в молекуле гембелка.

6. Доказано, что серотонин оказывает фотопротекторное действие по отношению к кислородсвязывающей способности гемоглобина как в растворе, так и в составе эритроцитарной клетки.

8. Данные по кислотно-основному титрованию образцов гемоглобин-серотонин и анализ литературы позволили установить, что основную роль в комплексообразовании гембелка с биогенным амином играют реакции эте-рификации р— и у-карбоксильных групп аспарагиновой и глутаминовой аминокислот. Возможно также формирование амидных связей между серотони-ном с одной стороны и гистидином 97(Р), треонином 38(а), триптофаном 37(р), тирозинами 140(а) и 42(а), аргинином 40(р) апобелка. Предложены схемы возможных реакций при формировании комплекса между гемоглобином и биогенным амином.

9. Высказано предположение о том, что антиоксидантное действие серотонина может осуществляться за счет реакций вторичного амина индола и а-аминогруппы с активными формами кислорода. В составе комплекса ге-моглобин-серотонин последний проявляет свое антиоксидантное действие за счет своей высокой электронофильности.

11. Модификация карнозином кислородсвязывающих свойств внутри-эритроцитарного гемоглобина происходит в основном опосредовано, за счет изменения физико-химических свойств компонентов эритроцитарной мембраны. Возможно и проникновение карнозина внутрь клетки, что подтверждается характером изменения основных макрохарактеристик функциональной активности цитозольной формы гембелка в присутствии дипептида.

12. Карнозин проявляет фотопротекторное действие по отношению к кислородтранспортной способности гемоглобина как в растворе, так и в составе эритроцитарной клетки за счет акцептирования продуктов фотолиза воды и ПФОЛ. Механизм антиоксидантного действия дипептида, по-видимому, аналогичен таковому, выявленному для серотонина, и обусловлен реакциями имидазольной и аминной групп с активными формами кислорода.

13. Установлено, что уровень проявления гемоглобином собственной ан-тиоксидантной активности (каталазной и пероксидазной) определяется оли-гомерной организацией его макромолекулы: степень диссоциации тетрамера гембелка может служить одним из важных адаптационных механизмов регулирования его функциональной активности при различных внешних воздействиях.

IV. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных в ходе выполнения настоящей диссертационной работы экспериментов, а также анализ литературных данных показывают важную роль микроокружения белков в процессе функционирования организмов. Вызываемые УФ-светом различного спектрального состава и биогенными антиоксидантами (серотонином и карнозином) изменения функциональной активности гемоглобина детерминированы структурными перестройками глобулы, затрагивающими, прежде всего, третичный и четвертичный уровни их пространственной организации.

При создании теории кооперативного эффекта на примере связывания гемоглобином кислорода было показано (J. Mono et al., 1965; D.E. Koshland et al., 1966; M.F. Perutz, 1972), что процессы оксигенации-дезоксигенации сопровождаются конформационными перестройками гембелка. С другой стороны, структурные перестройки при связывании лигандов были выявлены и для целого ряда простых белков (Г.А. Вашанов, 1994; В.Г. Артюхов и др., 1995). Это позволяет высказать предположение о том, что изменение третичной структуры является единым механизмом ответной реакции белковых систем на лиганд-белковые взаимодействия. Однако для гемоглобина, обладающего четвертичной структурой, конформационные перестройки апо-белковой части могут мигрировать внутри тетрамера через область субъединичных контактов, что подтверждается изменениями основных макрохарактеристик (Р50 и а) кислородсвязывающей способности гембелка и также не противоречит теории кооперативного эффекта.

Большее сродство мембраносвязанного гемоглобина к кислороду по сравнению с цитозольной формой позволяет высказать предположение о том, что иммобилизованый гембелок, наряду с известной ролью в регулировании уровня мембранной фракции 2,3-ДФГ и эритропоэза, в обеспечении облегченной диффузии кислорода в эритроцит, может выступать как дополнительный компонент антиоксидантной системы эритроцита. С одной стороны, это подтверждается его структурной организацией (наличием центрального атома железа переменной валентности). С другой — создает возможность преимущественного связывания активных форм кислорода, таких как синглетный кислород и супероксидный анион-радикал. Все из высказанных гипотез показывают важное адаптационное значение мембраносвязанного гемоглобина для кислородтранспортной системы организма в целом.

Повышение общей гетерогенности системы за счет образования функциональных димеров (гибридов валентности типа димер (Ре2+)-димер (Ре3+)), отличающихся по уровню кислородсвязывающей и антиоксидантной (перок-сидазной и каталазной) активностей, индуцирует структурные нарушения апобелковых частей субъединиц в оксиформе. Это проявляется на уровне кислородтранспортной способности, оцениваемом по величинам давления полунасыщения и константы Хилла. Обнаруженный факт является дополнительным свидетельством возможности миграции конформационных изменений через область субъединичных контактов и активной роли последних в поддержании уровня функциональной активности тетрамеров.

Эксперименты, проведенные с применением полигемоглобина, показывают, что наблюдаемые изменения его функциональных свойств обусловлены ограничением подвижности апобелка за счет дополнительных ковалентных связей. При высоком содержании в молекулах Ро1уНЬ мет- и карбоксиформ гембелка кислородсвязывающие свойства таких образцов близки по основным характеристикам к частично диссоциированным димерам. Следовательно, можно заключить, что в данном случае димерные формы ведут себя независимо в составе молекулы полигемоглобина и, как и в случае тетрамеров, выступают в качестве структурных элементов кислородтранспортной системы.

Воздействие интегрального потока УФ-света (240—400 нм) на гемоглобин индуцирует, наряду с деградацией гемовой части функционально активных форм (НЬ02 и НЬ), глубокие нарушения высших типов пространственной организации апобелка. Использование различных структурных форм гембелка позволило доказать, что наряду с изменением третичной структуры, одним из основных механизмов фотомодификации является диссоциация его тет-рамерных молекул (различного лигандного состава) на димеры. На это указывают данные о том, что УФ-свет в использованных нами дозах не оказывает влияния на функциональные свойства тотальных димеров гемоглобина. В случае частично диссоциированных молекул гембелка наблюдается увеличение сродства их к кислороду до значений, характерных для тотальных димеров (Р50«5 мм рт. ст.).

Блокирование сульфгидрильных групп Суэ 93 (Р) молекулы гемоглобина не сказывается на степени диссоциации тетрамеров гембелка на низкомолекулярные компоненты, но индуцирует конформационные перестройки глобина, затрудняющие кооперативное взаимодействие субъединиц в процессе оксигенации. Одновременно с этим создаются условия для демаскирования ранее скрытых остатков Суэ 104(а) и Суэ 112(Р). Блокирование последних способствует накоплению в образцах димерных форм, тестируемому по значениям Р50 и а.

Выраженный фотопротекторный эффект иодацетамида по отношению к кислородсвязывающей способности гемоглобина позволяет сделать заключение о существенной роли остатков Суэ 93 (Р) в ответной реакции макромолекулы на воздействие УФ-излучения. По-видимому, это обусловлено затруднением связывания молекул 2,3-ДФГ.

Полимеризация гемоглобина, связанная с ограничением конформаци-онной подвижности макромолекулы, определяет иное ее поведение при УФ-облучении данного спектрального состава. Несмотря на существенное уменьшение величин Р50 и а до значений, близких к димерам («7,5 мм рт.ст. и 1,40 соответственно), обнаруженный факт связан, по всей вероятности, с перестройками третичной структуры апобелка без существенного накопления низкомолекулярных компонентов. Однако и в данном случае можно предположить модификацию областей субъединичных контактов.

Возможные процессы, приводящие к модификации функциональных свойств молекул гемоглобина при их фотомодификации в диапазоне длин волн 240—400 нм, просуммированы нами в виде схемы, представленой на рис. 116.

Модификация гемового компонента подтверждается результатами по исследованию динамики основных лигандных форм гембелка после ДУФ— облучения. Представленные в диссертации данные свидетельствуют о том, что фоточувствительной является оксиформа гемоглобина, характеризующаяся полосой поглощения при 342 нм, наличие которой, очевидно, является необходимым условием для инициации фотопревращений в молекуле гемоглобина.

Уменьшение величин Р50 при малых дозах облучения (1,9—9,5 Дж/м2) позволяет предположить, что хромофоры, ответственные за поглощение света с А.тах=342 нм, локализованы в области непосредственного апобелкового окружения гема. Большие дозы (до 114 Дж/м2) индуцируют ослабление кооперативного эффекта в тетрамерах (а=1,69), что не может быть объяснено накоплением гибридов валентности, поскольку, во-первых, для них константа Хилла выше (а=1,81), а, во-вторых, кислородсвязывающие свойства последних сами зависят от дозы ДУФ-облучения. Кроме того, в указанных условиях выявлено лишь незначительное увеличение концентрации метгемог-лобина. Следовательно, можно допустить факт миграции конформационных возмущений по апобелку (за счет перераспределения интегрированной системы слабых взаимодействий — «конформационная волна»); конечным акцептором их также служат области субъединичных контактов. Это подтвер

УФ-свет (< 300 нм) Фотосенсиби

Прооксиданты , , , г гу , / лизация (порфирины,

Ре^ , 02 и др.у триптофанилы, тирозилы и др.)

Хромофоры апобелка нативных тетрамеров (Р50 ~ 20 мм рт.ст., а » 2,5)

Образование свободных радикалов

Возбужденное состояние хромофора * Гем I

Локальные изменения структурного состояния макромолекулы

Миграция структурных перестроек Деградация внутри апобелка тетрамера функционально активных форм

Тетрамеры с измененной третичной структурой

Р50 » 15-20 мм рт.съ^ад области субъединичных 9 .-•••' контактов

Изменение валентности атома железа

Полная диссоциация на димеры (Р50 « 4-7 мм рт.ст., а « 1,0)

Частичная диссоциация на димеры (Р50 « 7-15 мм рт.ст., а ~ 1,5)

Гибридные олигомеры (Р50 « 24-28 мм рт.ст., а » 2,0)

Рис. 116. Схема возможных процессов, лежащих в основе фотомодифи кации кислородсвязывающей способности молекул гемоглобина ждается и результатами экспериментов с использованием образцов гемоглобина с измененной структурой субъединичных контактов — димеров и гибридов валентности.

Особого внимания заслуживает идентификация природы хромофора при 342 нм. Исходя из имеющихся литературных сведений о природе контактов гем-глобин и их модификации в процессе оксигенации, можно предположить, что важная роль в поглощении ДУФ-квантов принадлежит комплексу «имидазоль-ная группа дистального гистидина—кислород—центральный атом железа», формирующемуся только в оксиформе гембелка. Известно, что процесс оксигенации сопровождается формированием (предположительно) водородной связи имида-зола His Е7 и одним из атомов кислорода, а также перемещением и изменением электронного состояния атома железа (Ч. Кантор, П. Шиммел, 1984). В данном случае, по-видимому, атом кислорода устраняет экранирующее действие СН^-группы имидазола гистидина (при дозах ДУФ-облучения более 9,5 Дж/м2) и вовлекает последний в общую систему сопряженных связей с гемовой группировкой. Косвенным подтверждением высказанной гипотезы является сложная зависимость сродства гембелка к кислороду от величины рН: резкое изменение ответной реакции в функциональных свойствах гемоглобина приходится на область рК гистидина (6,0—6,5),

На основании представленных данных можно предложить следующую схему структурных модификаций молекул гемоглобина при действии ДУФ-излучения: модификация субъединичных контактов

ДУФ-свет (300—400 нм) частичная деградация гема

Серотонин, вступая в комплекс с гемопротеидом, обеспечивает защитный эффект по отношению к функциональной активности данного белка при УФ-облучении. Фотопротекторные свойства биогенного амина могут быть обусловлены как вероятным эффектом гипоксии, создаваемой на молекулярном уровне (увеличение сродства комплекса к кислороду), так и конкурентным поглощением квантов и/или продуктов фотолиза воды.

Использование различных структурных форм гемоглобина позволило сделать вывод о том, что комплексообразование макромолекулы с серотони-ном на начальном этапе (соотношение молекул до 1:10) происходит в специфических участках апобелковой части, затрагивающих субъединичные контакты. Как показали результаты экспериментов по ИК-спектроскопии образцов, кислотно-основному титрованию и динамике лигандных форм гем-белка, предложенный ранее механизм комплексирования биогенного амина с центральным атомом металла порфириновой части гембелков (W. Lohmann, A.J. Moss, 1957) справедлив лишь при высоких концентрациях серотонина (100 молекул на 1 молекулу НЬ), сопровождается дезорганизацией белковой глобулы и деструкцией гема вследствие взаимодействия, в первую очередь, с остатками пропионовой кислоты.

Конкурентное акцептирование квантов света может осуществляться индольным кольцом серотонина с возбуждением я-электронного состояния аденозинового кольца и возможным переносом электрона на атом азота аминогруппы с последующей ее диссоциацией и, возможно, участием в восстановлении SH-rpynn.

Дезактивация свободнорадикальных продуктов фотолиза воды может происходить за счет реакции вторичного амина индола с активными формами кислорода (с образованием R—NOH), реакции а-аминогруппы с активными формами кислорода с образованием R—NOH и электрона, который переносится по сопряженным связям на ОН-группу с последующей ее диссоциацией и взаимодействием с ОН-радикалом с образованием пероксид-ных соединений.

Протекание названных реакций позволяет серотонину эффеетивно осуществлять конкурентное фотопротееторное действие по отношению к биологическим системам.

Анализ природы субъединичных контактов в молекуле гемоглобина (Е. АпЮшш, М. Вгипоп, 1970) показывает, что в силу особенностей своего пространственного строения серотонин может формировать водородные связи между субъединицами типа а|р2> способствуя упрочению конформации макромолекулы. В этом случае участками комплексообразования являются контакты между остатками аспарагиновой кислоты С1(94)а и аспарагина С4(102)р, треонина С3(38)а и гистидина РС4(97)Р, а также, возможно, тирозина Н23(140)а и триптофана С3(37)р, тирозина С7(42)а и аргинина С6(40)р. Структуры формируемых при этом комплексов представлены на рис. 117.

С другой стороны, экспериментальные данные показывают, что формирование комплекса гемоглобин-биогенный амин индуцирует диссоциацию тетрамеров на димеры. Следовательно, необходимо допустить комплексооб-разование серотонина с аминокислотными остатками только одной из субъединиц димера типа а^, приводящее к ослаблению (и, в конечном итоге, разрыву) всей системы связей, поддерживающих их взаимодействие (см. рис. 3). Уменьшение числа титруемых ионогенных групп при рН 4,0 убеждает, что основную роль в комплексообразовании играют Р~ и у-карбоксильные группы аспарагиновой и глутаминовой аминокислот. На основании имеющихся литературных данных можно утверждать, что важное значение в данном случае будет иметь реакция этерификации карбоксильной группы аспарагиновой кислоты С1(94)а, приводящая к формированию следующего комплекса: о ^о.

Аспартил Gl(94)cx ^ .

Треонил С3(38)а

- HN

ОН. I N

Аспарагинил G4(102)P

Гистидил FG4(97)P О

Тирозил Н23(140)сх О

ОН

Триптофанил C3(37)P N N

Тирозил С7(42)сх

ОН

Аргинил С6(40)Р

Рис. 117. Предполагаемая схема формирования водородных связей между серотонином и апобелком гемоглобина в области контактов субъединиц типа ajP2

Кроме того, возможно формирование серотонином амидных связей с целым рядом аминокислотных остатков в области контактов субъединиц: ими-дазольной группой гистидина FG4(97)ß, треонином С3(38)а, триптофаном C3(37)ß, тирозинами Н23(140)а и С7(42)а и аргинином C6(40)ß. Структура образующихся комплексов приведена на рис. 118.

Проведенные эксперименты позволили выявить существенные нарушения структурного состояния молекул гемоглобина, индуцированные влиянием карнозина. Наблюдаемые конформационные перестройки находят свое отражение в изменении основных показателей кислородсвязывающей способности гембелка, прежде всего значений Р50 и а. Следует подчеркнуть, что характер структурно-функциональных модификаций гемоглобина при воздействии использованных факторов различен в зависимости от того, в какой форме находится белок: свободной (раствор) или внутриклеточной.

Карнозин формирует комплекс с молекулами гемоглобина в растворе. Как следует из данных по тепловой денатурации образцов, комплексообразование осуществляется за счет слабых взаимодействий, не изменяющих существенным образом общую энергию макромолекулы. Дипептид не взаимодействует с гемовой группировкой, на что указывает характер динамики основных лигандных форм. По-видимому, взаимодействие носит многофазный характер и на начальном этапе (соотношение компонентов 1:10) осуществляется в области контактов субъединиц. Это подтверждается измеО N

Гистидил FG4(97)ß N

Iii Г V

Треонил С3(38)а

Триптофанил C3(37)ß N.

Тирозилы Н23(140)а и С7(42)а

Аргинил C6(40)ß

Рис. 118. Предполагаемая структура комплексов, сформированных между серотонином и гемоглобином в области контактов субъединиц типа ajß2 за счет образования амидной связи нениями величины константы Хилла.

При модификации карнозином суспензий эритроцитов его влияние осуществляется в основном опосредованно, за счет модификации клеточной мембраны. Однако выявленные изменения функциональной активности внут-риэритроцитарного гембелка в этом случае не позволяют исключить и возможности проникновения дипептида внутрь клетки.

Фотопротекторное действие карнозина по отношению к кислородсвя-зывающим свойствам гемоглобина при использованных дозах облучения (151 и 302 Дж/м2) выявлено как для свободного (раствор), так и внутриклеточного гембелка лишь при минимальной концентрации дипептида. По-видимому, основным механизмом защиты является конкурентное акцептирование сво-боднорадикальных состояний, формирующихся при фотолизе воды и/или ПФОЛ по пути, аналогичному серотонину, т.е. за счет реакций имидазоль-ной и аминной групп.

Увеличение концентрации карнозина вызывает общую лабилизацию макромолекулы, дезорганизующую систему сопряженных связей. Это объясняет ослабление фотопротекторного действия дипептида в указанных условиях. Нельзя также исключить и возможность агрегации молекул гемоглобина, на что указывает возрастание а до значений, превышающих 4.

Уровень антиоксидантной активности молекул гемоглобина также определяется структурным состоянием апобелка. Разная направленность ответной реакции гембелка на воздействие УФ-излучения в проявлении каталазной и пероксидазной активностей может быть объяснена противоположным влиянием процессов диссоциации его тетрамеров. По-видимому, олигомерная организация макромолекулы является необходимым условием повышения каталазной активности, в то время как диссоциация на протомеры способствует усилению пероксидазной активности гембелка.

Образование поперечных связей между молекулами полигемоглобина и СОД (каталазы) приводит к формированию полифункциональных ассоциа-тов, сочетающих как кислородтранспортные, так и антиоксидантные свойства. При этом комплекс полигемоглобин-СОД оказывается более фоторезистентным по сравнению с образцами полигемоглобина, т. к. УФ-облучение в дозе 151 Дж/м2 не влияет на уровень проявления им кислородсвязывающей способности за счет активизации процессов дисмутации супероксидных анион-радикалов. Увеличение дозы облучения стимулирует накопление в образцах гидропероксидных (и, возможно, другой природы) радикалов, что подтверждается результатами исследований структурно-функциональных характеристик комплексов полигемоглобин-каталаза и фотопротекторным действием в указанных условиях серотонина.

Таким образом, природа радикалов, оказывающих повреждающее действие преимущественно на белковые структуры, зависит от дозы и спектрального состава УФ-облучения. Это создает предпосылки для разработки способов избирательной защиты белков, в частности, на основе формирования полифункциональных ассоциатов, таких как полигемоглобин-супер-оксиддисмутаза и полигемоглобин-каталаза (F. D'Agnillo, Т.М. Chang, 1997; 1998).

Библиография Диссертация по биологии, доктора биологических наук, Вашанов, Геннадий Афанасьевич, Воронеж

1. Аничков C.B. Нейрофармакология / C.B. Аничков — М.: Медицина, 1982. —С. 217-222.

2. Артюхов В.Г. Активация молекул супероксиддисмутазы под влиянием ультрафиолетового облучения / В.Г. Артюхов, О.В. Башарина, Ф.А. Фи-липцов // Биофизика. — 1992. — Т. 37, вып. 1. — С. 13-16.

3. Артюхов В.Г. Анализ физико-химических и функциональных свойств гембелков, УФ-облученных в присутствии серотонина / В.Г. Артюхов // Успехи физиол. наук.— 1994. — Т. 25, вып. 1. — С. 43.

4. Артюхов В.Г. Биофизика. Учеб. пособие / В.Г. Артюхов, Т.А. Ковалева, В.П. Шмелев. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1994. — 336 с.

5. Артюхов В.Г. Гемопротеиды: закономерности фотохимических превращений в условиях различного микроокружения / В.Г. Артюхов. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1995. — 280 с.

6. Артюхов В.Г. Закономерности и особенности фотохимических превращений гемопротеидов, их составных частей в условиях различного микроокружения: Дис. .д-ра биол. наук. — Воронеж, 1983. — 491 с.

7. Артюхов В.Г. Изучение действия УФ-излучения на структуру свободного гема и порфириновой части гемоглобина / В.Г. Артюхов //Журн. прикл. спектроскопии. — 1974. — Т. 20, № 4. — С. 733-734.

8. Артюхов В.Г. Кислородсвязывающие свойства гемоглобина, модифицированного воздействием температуры и додецилсульфата натрия / В.Г. Артюхов, Г.А. Вашанов // Физиол. журн. СССР. — 1990. —Т. 76, вып. 10. — С. 1361-1367.

9. Артюхов В.Г. О действии УФ-излучения на гемоглобин крови мышей / В.Г. Артюхов // Биофизика. — 1969. — Т. 14, вып. 1. — С. 189-191.

10. Артюхов В.Г. О защитном действии серотонина по отношению к ок-сигемоглобину при ультрафиолетовом облучении смеси их растворов / В.Г. Артюхов // Биол. науки. — 1983. — №1. — С.29-34.

11. Артюхов В.Г. Оптические методы исследования биологических систем и объектов: Учеб. пособие / В.Г. Артюхов, М.С. Бутурлакин, В.П. Шмелев. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1980. — 116 с.

12. Артюхов В.Г. О характере повреждения структуры оксигемоглобина мышей при УФ-облучении / В.Г. Артюхов, В.П. Шмелев // Радиобиология.1972. — Т.12, вып. 6. —С.830-834.

13. Артюхов В.Г. Спектральные и парамагнитные свойства растворов оксигемоглобина, УФ-облученных в присутствии аскорбиновой кислоты / В.Г. Артюхов // Радиобиология. — 1992. — Т.32, вып. 1. — С. 148-155.

14. Артюхов В.Г. Спектрофотометрическая оценка фотохимических изменений гемоглобина / В.Г. Артюхов, В.Н. Кулаков, В.П. Шмелев // Радиобиология. — 1973. — Т. 13, вып.6. — С.813-817.

15. Артюхов В.Г. Структурно-функциональные изменения молекул сывороточного альбумина, индуцированные вакуумным УФ-излучением / В.Г. Артюхов, A.A. Пантявин, Г.А. Вашанов // Журн. прикладн. спектроскопии.2001. — Т. 65, №2. — С. 222-227.

16. Артюхов В.Г. Структурно-функциональные модификации изоформ лактатдегидрогеназы под влиянием УФ-облучения и активных форм кислорода / В.Г. Артюхов, М.А. Наквасина, Ю.А. Лысенко и др. // Укр. биохим. журн. — 2001. — Т. 72, № 1. — С.29-42.

17. Артюхов В.Г. Фотохимия и фотофизика сложных белков / В.Г. Артюхов // Вестн. Воронеж, ун-та. Серия 2: Естеств.науки. — 1993. — Вып.1. — С.20-35.

18. Бак 3. Химическая защита от ионизирующей радиации / 3. Бак. — М.: Атомиздат, 1968. — 230 с.

19. Бергельсон Л.Д. Мембраны, молекулы, клетки / Л.Д. Бергельсон. — М.: Наука, 1982. — 182 с.

20. Бирштейн Т. М. Потенциометрическое титрование /Т.М. Бирштейн, Л.В. Дмитренко //Физико-химические методы изучение анализа и фракционирования биополимеров. —Л.: Наука, 1996. — С. 10-39.

21. Блюменфельд Л.А. Гемоглобин и обратимое присоединение кислорода/Л. А. Блюменфельд. — М.: Советская наука, 1957. — 140 с.

22. Болдырев A.A. Влияние карнозина и троюкса на клеточную хемилюминесценцию лейкоцитов / A.A. Болдырев, С.Л. Стволинский и др. / / Биохимия. — 1986. — Т. 51, вып. 12. — С. 1337-1342.

23. Болдырев A.A. Карнозин. Биологическое значение и возможности применение в мидецине / A.A. Болдырев. — М.: Изд-во МГУ, 1998. — 320 с.

24. Болдырев A.A. Роль активных форм кислорода в жизнедеятельности нейрона / A.A. Болдырев // Успехи физиол. наук. — 2003. — Т. 34, №3. — С.21-34.

25. Бондаренко C.B. Изучение взаимодействия гемоглобина с фосфоли-пидными везикулярными мембранами различного состава / C.B. Бондаренко, И.П. Ушакова, Л.Ф. Левит и др. // Биоорганич. химия. — 1985. — Т.11, №10. —С.1385-1391.

26. Бохински Р. Современные воззрения в биохимии / Р. Бохински. — М: Мир, 1987. —429 с.

27. Брюханова Э.В. Влияние гаптоглобина на способность гемоглобина разлагать перекись водорода с образованием свободных радикалов / Э.В. Брюханова, А.Н. Осипов, Ю.А. Владимиров // Пульмонология. — 1995. — Вып. 1. —С. 56-59.

28. Вейсблут М. Физика гемоглобина / М. Вейсблут // Структура и связь.1. М.:Мир, 1969. —С. 11-74.

29. Верболович П.А. Железо в животном организме / П.А. Верболович, А.Б. Утешев. — Алма-Ата: Наука, 1967. — 266 с.

30. Верболович В.П. Обоснование использования и перспективы применения каталазы в медицинской практике / В.П. Верболович, JI.M. Подгорная // Инженерная энзимология: Тез. докл. IV Всесоюз. симп. — Вильнюс, 1988. —Ч. 2. —С. 62.

31. Верболович В.П. Стабилизация мембран митохондрий коркового и мозгового вещества почки каталазой и супероксиддисмутазой / В.П. Верболович, Ю.К. Нагорный, A.A. Куркаев и др. // Антиоксидант: Тез. докл. 3-й Всесоюзн. конф. —М., 1989. — Т. 1— С. 42-43.

32. Виноградова И.Л. Метод одновременного определения 2,3-ДФГ и АТФ в эритроцитах / И.Л. Виноградова, С.Ю. Багрянцева, Г.В. Дервиз // Лаб. дело. — 1979. — Т.5. — С.424-426.

33. Владимиров Ю.А. Биофизика / Ю.А. Владимиров, Д.И. Рощупкин.

34. М.: Медицина, 1983. — 270 с.

35. Владимиров Ю.А. О возможности миграции энергии в молекуле белка / Ю.А. Владимиров, C.B. Конев//Биофизика.— 1957. — Т.2, вып. 1. — С. 319.

36. Владимиров Ю.А. Перекисное окисление липидов / Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков. — М.: Наука, 1972. — 252 с.

37. Владимиров Ю.А. Физико-химические основы фотобиологических процессов / Ю.А. Владимиров, А.Я. Потапенко. — М.: Высш. школа, 1989.200 с.

38. Владимиров Ю.А. Флуоресцентные зонды в исследовании биологических мембран / Ю.А. Владимиров, Г.Е. Добрецов. — М: Наука, 1980. — 320 с.

39. Владимиров Ю.А. Фотохимия и люминесценция белков / Ю.А. Владимиров. — М.: Наука, 1965. — 232 с.

40. Власов Ю.А. От молекулы гемоглобина к системе микроциркуляции / Ю.А. Власов, С.М. Смирнов. — Новосибирск: Наука, 1993. — 244 с.

41. Волотовский И.Д. Влияние состояния липидной фазы мембраны на эффективность фотохимической модификации эритроцитарной мембраны / И. Д. Волотовский, JI.H. Шейко, C.B. Конев // Молекул, биология. — 1978. — Т. 12, №3. — С.533-538.

42. Волькенштейн М.В. Молекулы и жизнь / М.В. Волькенштейн. — М.: Наука, 1965. — 504 с.

43. Волькенштейн М.В. Физика ферментов / М.В. Волькенштейн. — М.: Наука, 1967. —200 с.

44. Волькенштейн М.В. Биофизика / М.В. Волькенштейн. — М.: Наука, 1988. —С. 207-219.

45. Гончаренко E.H. Биогенные амины и радиочувствительность одиночных клеток / E.H. Гончаренко // Биол. науки. — 1978. — Вып. 7. — С. 7— 16.

46. Гончаренко E.H. Гипотеза эндогенного фона радиорезистентности / E.H. Гончаренко, Ю.Б. Кудряшов. — М.: Изд-во МГУ, 1980. — 176 с.

47. Гончаренко E.H. Роль эндогенных веществ в создании фона повышенной радиорезистентности / E.H. Гончаренко, Ю.Б. Кудряшов // Радиобиология.— 1973. —Т. 13, вып. 6. — С. 811-812.

48. Граевский Э.Я. Сульфгидрильные группы и радиочувствительность / Э.Я. Граевский. — М.: Атомиздат, 1969. — 145 с.

49. Детерман Г. Гель-хроматография / Г. Детерман. — М.: Мир, 1970. — 252 с.

50. Досон Р. Справочник биохимика / Р. Досон., Д. Эллиот., У. Эллиот и др. —М.: Мир, 1991. —С. 20-40.

51. Жеребченко П.П. Противолучевые свойства индолилалкиламинов / П.П. Жеребченко. — М.: Атомиздат, 1971. — 200 с.

52. Жуликова И.И. Оценка эффективности реинфузии УФ-облученной крови больным облитерирующими заболеваниями сосудов нижних конечностей: Дис. канд. биол. наук. — Воронеж, 1992. — 168 с.

53. Заводник И.Б. Процессы окисления гемоглобина человека / И.Б. За-водник, Е.А. Лапшина//Биохимия. — 1996. — Т. 61, вып. 1. — С. 42-48.

54. Иржак Л.И. Гемоглобины и их свойства / Л.И. Иржак. — М.: Наука, 1975. —240 с.

55. Истаманова Т.С. Функциональная гематология / Т.С. Истаманова.—Л.: Медицина, 1973. — 311 с.

56. Казеннов A.M. Структурно-биохимические свойства мембраны безъядерных эритроцитов / A.M. Казеннов, М.Н. Маслова // Физиол. журн. СССР.1987. — Т.73,№12. — С. 1587-1597.

57. Кантор Ч. Биофизическая химия / Ч. Кантор, П. Шиммел: В 3 Т. — М.: Мир, 1984. —Т. 2.-496 с.

58. Кантор Ч. Биофизическая химия / Ч. Кантор, П. Шиммел: В 3 Т. — М.: Мир, 1985. —Т. 3. —536 с.

59. Ковалева Т.А. Исследование влияния некоторых биогенных аминов и УФ-излучения на содержание сульфгидрильных групп в печени, селезенке и оксигемоглобине мышей / Т.А. Ковалева, В.Г. Артюхов // Радиобиология.1983. — Т. 23, вып. 1. — С. 84-87.

60. Коломийченко М.А. Изменение физико-химических и биологических свойств белков, облученных рентгеновыми и ультрафиолетовыми лучами / М.А. Коломийченко // Действие ионизирующих излучений на животный организм: Тез. докл. — Киев, 1960. — С. 53-58.

61. Коломийченко М.А. Изменение физико-химических и биологических свойств белков под действием ультрафиолетового и рентгеновского облучений / М.А. Коломийченко // Действие ионизирующих излучений на животный организм: Тез. докл. — Киев, 1958. — С. 69-71.

62. Конев C.B. Фотобиология / C.B. Конев, И.Д. Волотовский. — Минск: Изд-во БГУ, 1979. — 384 с.

63. Коржуев П.А. Гемоглобин. Сравнительная физиология и биохимия / П.А. Коржуев. — М.: Наука, 1964. — 287 с.

64. Кочетков Н.К. Общая органическая химия. — М: Химия, 1985. — С.488-588.

65. Кузнецова Н.П. Повышение кислородтранспортной эффективности гемоглобина при его химической модификации / Н.П. Кузнецова, JI.P. Гуд-кин, Р.Н. Мишаева // Биохимия. — 1996. — Т. 61, вып. 4. — С. 680-689.

66. Курганов Б.И. Роль мультиферментных комплексов в интеграции клеточного метаболизма / Б.И. Курганов // Молекул.биология. — 1986. — Т.20. — С.1530-1538.

67. Кушаковский М.С. Клинические формы повреждения гемоглобина / М.С. Кушаковский. — JL: Медицина, 1968. — 324 с.

68. Лакин Г.Ф. Биометрия / Г.Ф. Лакин. — М.: Высш. школа, 1990. — 351 с.

69. Лапшина Е.А. Термостабильность белков эритроцитарных мембран при варьировании ионной силы и состава среды / Е.А. Лапшина, И.Б. Завод-ник // Биофизика. — 1994. — Т.39, №6. — С .1015-1020.

70. Ленинджер А. Основы биохимии / А. Ленинджер: В 3 Т. — М.: Мир, 1985. —Т. 1. —365 с.

71. Лозовская Е.Л. Сравнительная эффективность некоторых лекарственных препаратов как акцепторов супероксидрадикалов / Е.Л. Лозовская, И.И. Сапежинский//Биофизика. — 1993. — Т. 38, вып. 1. — С. 31—36.

72. Львов K.M. Механизмы гибели свободнорадикальных состояний в белках / K.M. Львов, A.A. Искаков // Биофизика. — 1993. — Т. 38, вып. 1. —1. С. 7-11.

73. Львов K.M. Общие закономерности образования, накопления и гибели свободных радикалов в белках при облучении ультрафиолетовым светом: Автореф. дис. д-ра биол. наук. — М., 1979. — 44 с.

74. Львов K.M. Фотодеструктивные реакции в белках / K.M. Львов, О.Ф. Львова // Молекулярные механизмы биологического действия оптического излучения. — М., 1988. — С. 41-55.

75. Манойлов Ю.С. Изменение физических свойств гемопротеидов при действии ионизирующего излучения / Ю.С. Манойлов // Проблемы энергетики в облученном организме. — М.: Атомиздат, 1977. — С. 10-96.

76. Манойлов Ю.С. Первичные механизмы биологического действия проникающей радиации / Ю.С. Манойлов. — М.: Наука, 1968. — 184 с.

77. Марачев А.Г. Эритроциты / A.M. Марачев // Большая медицинская энциклопедия.— М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 28. — С.336-340.

78. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэл В. Биохимия человека / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес и др.: В 2 Т. — М.: Мир, 1993. — Т. 1. — С.59-62.

79. Мейер А. Ультрафиолетовое излучение / А. Мейер, Э. Зейтц. — М.: Изд-во иностранной литературы, 1952. — 575 с.

80. Меньщикова Е.Б. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных окислительных процессов / Е.Б. Меньщикова, Н.К. Зенков // Успехи соврем, биол. — 1993. — Т. 113, вып. 4. — С. 442—455.

81. Мишин В.М. Дисмутаза Oj физико-химические свойства, каталитический механизм и биологическое значение / В.М. Мишин, В.В. Ляхович // Успехи соврем, биол. — 1976. — Т. 82, вып. 3 (6). — С. 338-355.

82. Мушкамбаров H.H. Аналитическая биохимия / H.H. Мушкамбаров: В 2 Т. — М., 1996. — Т.1.— С.117-158.

83. Наградова Н.К. Белок-белковые взаимодействия в функционировании НАД+-зависимых дегидрогеназ / Н.К. Наградова. — М.: Наука, 1990. — 56 с.

84. Науменко Е.В. Серотонин и мелатонин в регуляции эндокринной системы / Е.В. Науменко, Н.К Попова. — Новосибирск: Наука, 1975. — 220 с.

85. Опарин А.И. Биохимические процессы в простейших структурах / А.И. Опарин // Возникновение жизни на Земле. — М.: Изд-во АН СССР, 1957.1. С. 227-234.

86. Паркер С. Фотолюминесценция растворов / С Паркер. — М.: Мир, 1972.—510 с.

87. Переверзев В.А. Роль серотонина и гистамина в повышении устойчивости организма к некоторым экстремальным воздействиям / В.А. Переверзев, А.И. Кубарко, А.И. Бакалевский и др. // Физиол. журн. СССР. — 1992.1. Вып. 6. — С. 56-60.

88. Перутц М. Молекулы и клетки / Перутц М. — М.: Мир, 1966. — 334 с.

89. Планельес Х.Х. Серотонин и его значение в инфекционной патологии / Х.Х. Планельес, З.А. Попенкова. — М.: Медицина, 1992. — 225 с.

90. Поберезкина Н.В. О биологической роли супероксидцисмутазы / Н.В. Поберезкина // Укр. биохим. журн. — 1989. — Т.61, №2. — С. 14-17.

91. Полторак О.М. Физико-химические основы ферементативного катализа / О.М. Полторак, Е.С. Чухрай. — М.: Высш. школа, 1971. — С. 210-216.

92. Поташов JT.B. Аппарат для УФ-облучения крови / JT.B. Поташов, О.Ф. Крутикова, Г.Ф. Никитин // Вестн. хирургии. — 1977. — Т.118. — С. 124126.

93. Привалов П.Л. Стабильность белка и гидрофобные взаимодействия / П.Л. Привалов // Биофизика. — 1987. — Т. 32, вып. 5. — С. 742-760.

94. Путвинский A.B. Снижение электрической прочности липидных мембран при УФ-облучении / A.B. Путвинский // Биофизика. — 1977. — Т. 22.1. С. 725-730.

95. ПутинцеваО.В. Ультрафиолетовая чувствительность и термостабильность различных структурных состояний оксигемоппобина: Дис. канд. биол. наук. — Минск, 1982. — 234 с.

96. Резван С.Г. Анализ молекулярных механизмов взаимодействия синтетических гомологов ретинола1 с компонентами эритроцитарной мембраны и свободным гемоглобином: Дис. канд. биол. наук. — Воронеж, 1996.240 с.

97. Рифкинд Д.М. Гемоглобин и миоглобин / Д.М. Рифканд // Неорганическая биохимия / Под ред. Г. Эйхгорна: В 2 Т.—М.: Мир, 1978.—Т. 2. — С.256-338.

98. Романцев Е.Ф. Радиация и химическая защита / Е.Ф. Романцев. — М.: Атомиздат, 1968. —С. 189-203.

99. Рощупкин Д.И. Биологическое действие ультрафиолетового и видимого излучения / Д.И. Рощупкин, А .Я. Потапенко // Внешняя среда и развивающийся организм.— М.: Наука, 1977. — С.53-90.

100. Рощупкин Д.И. Молекулярные механизмы биологического действия оптического излучения / Д.И. Рощупкин, А.К. Аносов, М.А. Мурина. — М.: Наука, 1988. —С.79.

101. Рощупкин Д.И. Основы фотобиофизики / Д.И. Рощупкин, В.Г. Ар-тюхов. — Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1997. — 116 с.

102. Рощупкин Д.И. Фотобиологические процессы в биомембранах при действии УФ-излучения на клетки, ткани и органы животных / Д.И. Рощупкин, М.А. Мурина // Биофизика. — 1993. — Т.38, № 6. — С. 1053-1068.

103. Рощупкин Д.И. Фотобиология животной клетки / Д.И. Рощупкин.1. Л.: Наука, 1979. — С. 23.

104. Рыскулова С.Т. Система антирадикальной защиты плазматических мембран в облученном организме / С.Т. Рыскулова, В.П. Верболович // Радиобиология. — 1983. — Т. 23, № 5. — С. 648-650.

105. Рябов Г.А. Гипоксия критических состояний / Г.А. Рябов. — М: Медицина, 1988. — 288 с.

106. Саблина М.А. Изучение стабильности липосом, содержащих гемоглобин / М.А. Саблина, И.П. Ушакова, Г.А. Серебренникова // Биологич. меб-раны. — 1991. — Т. 8, № 3. — С. 292-296.

107. Савенкова М.И. Оптимальный режим окисления о-дианизидина пе-роксидазой хрена / М.И. Савенкова, В.П. Курченко, Д.И. Метелица // Биохимия. — 1984. — Т.49, вып. 5. — С. 850-856.

108. Самойлова К.А. Действие ультрафиолетовой радиации на клетку / К.А. Самойлова. — JI: Наука, 1967. — 145 с.

109. Саундерс Б.К. Пероксидазы и каталазы / Б.К. Саундерс // Неорганическая биохимия / Под ред. Г. Эйхгорна: В 2 Т. — М.: Мир, 1978. — Т. 2. — С. 434-470.

110. Северин С.Е. Открытие карнозина и анзерина. Некоторые их свойства / С.Е. Северин // Биохимия. — 1992. — Т. 57, вып. 9. — С. 1285-1295.

111. СивецЕ.Ф. Изменение оптической плотности и вязкости гемолиза-тов под действием ультрафиолетового облучения и нагревания / Е.Ф. Сивец // Бюл. эксперим. биологии и медицины. — 1966. — Вып. 9. — С. 62-65.

112. Смит К. Молекулярная фотобиология / К. Смит, Ф. Хэнеуолт. — М.: Мир, 1974. —272 с.

113. Соболев A.C. К вопросу о механизмах радиозащитного действия серотонина: Дис. канд. биол. наук. — М., 1973. — 218 с.

114. Ставров С.С. Электронные факторы в свойствах пероксидазы и механизм активации кислорода гемосодержащими белками / С.С. Ставров, И.П. Дикусар, И.Б. Берсукер // Молекул, биология. — 1988. — Вып.З. — С.837-843.

115. Стародуб Н.Ф. Гетерогенная система гемоглобина / Н.Ф. Стародуб, В.И. Назаренко. — Киев: Наукова думка, 1987. — 200 с.

116. Стародуб Н.Ф. Миоглобин: структура, свойства, синтез, биологическая роль / Н.Ф. Стародуб, В.Н. Коробов, В.И. Назаренко. — Киев: Наукова думка, 1992. — 284 с.

117. Степуро И.И. Неэнзиматическое восстановление метгемоглобина под действием НАД-Н и солей Fe(II). Антиоксидантные свойства метгемоглобина / И.И. Степуро, Н.В. Коновалова // Биофизика. — 1992. — Т. 37, вып. 5. —С. 879-883.

118. СтрайерЛ. Биохимия / Л. Страйер: В 3 Т. — М.:Мир, 1984. — Т. 1.232 с.

119. Стусь Л.К. Осцилляция форм гемоглобина в процессе хранения крови / Л.К. Стусь, Е.Д. Розанова // Биофизика. — 1992. — Т. 37, вып. 2. — С. 387-388.

120. Сухомлинов Б.Ф. Спектрофотометрическое исследование системы лигандных форм гемоглобина в одной пробе крови / Б.Ф. Сухомлинов, Л.А. Тиунов, В.М. Лукьянец и др. // Вестн. Львовск. ун-та. Сер. Биологическая.1988. —Вып. 18. —С. 36-42.

121. Тиунов Л.А. Токсикология окиси углерода / Л.А. Тиунов, В.В. Кустов. — Л.: Медицина, 1969.—288 с.

122. Токтамысова З.С. О мембранно-связанном гемоглобине / З.С. Ток-тамысова, Н.Х. Биржанова//Биофизика.— 1990. — Т.35, №6. — С. 1019.

123. Торчинский Ю.М. Сера в белках / Ю.М. Торчинский. — М: Наука, 1977. —302 с.

124. Турков М.И. Супероксиддисмутаза: свойства и функции / М.И. Турков//Успехи соврем, биол.— 1976. — Т. 81, вып. 3. — С. 341-348.

125. Уэйн Р. Основы и применения фотохимии / Р. Уэйн. — М.: Мир, 1991. —304 с.

126. Фок М.В. Динамика оксигенации эритроцитов in vitro / M.B. Фок, А.Р. Зарицкий, Г.А. Прокопенко//Биофизика.— 1988. — Т.33,№4. — С.622-625.

127. Фок М.В. Эффект уменьшения проницаемости мембран эритроцитов для кислорода в процессе оксигенации / М.В. Фок, А.Р. Зарицкий, Г.А. Прокопенко // Биофизика. — 1989. — Т.34, №5. — С.901-904.

128. Фрайфельдер Д. Физическая биохимия / Д. Фрайфельдер. — М: Мир, 1980. —582 с.

129. Фридович И. Радикалы кислорода, пероксид водорода и токсичность кислорода / И. Фридович // Свободные радикалы в биологии. — М.: Мир, 1979. —Т. 1. —С. 272-308.

130. Фридрих П. Ферменты: четвертичная структура и надмолекулярные комплексы / П. Фридрих. — М.: Мир, 1986. — 374 с.

131. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам /Р. Чанг. — М.: Мир, 1980. —662 с.

132. Черницкий Е.А. Интенсификация ПОЛ при повреждении мембран клеток / Е.А. Черницкий, В.Н. Болодон, A.B. Воробей // Биофизика. — 1991. — Т.36, №5. — С. 855-857.

133. Черницкий Е.А. Структура и функции эритроцитарных мембран / Е.А. Черницкий, A.B. Воробей. — Минск: Наука и техника, 1981. — 216с.

134. Чумаков В.Н. Активность цинк-медьсодержащей супероксиддис-мутазы в тканях крыс в норме и при гипоксии / В.Н. Чумаков, Л.Ф. Осинская //Вопр. мед. химии.— 1979. — Т. 25, вып. 1. — С. 1-66.

135. Чучалин А.Г. Бронхиальная астма / А.Г. Чучалин. — М: Русский врач, 2001. — 144 с.

136. Шаповал Г.С. Механизмы антиоксидантной защиты организма при действии активных форм кислорода / Г.С. Шаповал, В.Ф. Громовая // Укр.биохим. журнал. — 2003. — Т. 75, №2. — С. 5-13.

137. Шульц Г. Принципы структурной организации белков / Г. Шульц, Р. Шример. — М.: Мир, 1982. — 353 с.

138. ЮингГ. Инструментальные методы химического анализа/Г. Юинг.1. М.:Мир, 1989. —608 с.

139. Якубке Х.-Д. Аминокислоты. Пептиды. Белки / Х.-Д. Якубке, X. Эш-кайт. — М.: Мир, 1985. —С. 416-419.

140. Adair G.S. The hemoglobin system. The oxygen dissociation curve of hemoglobin / G.S. Adair // J. Biol. Chem. — 1925. — Vol. 63. — P. 529-545.

141. Alayash A.I. Effects of glutaraldehyde polymerizationon oxygen transport and redox properties of bovine hemoglobin / A.I. Alayash, A.G. Summers, F. Wood, et. al. // Archives of biochemistry and biophysics. — 2001. — Vol. 391, № 2. — P. 225-234.

142. Alayash A.I. Effects of intra- and intermolecular crosslinking on the free radical reactions of bovine hemoglobins / A.I. Alayash // Free radical biology & medicine.— 1995. —Vol. 18,№2. — P. 295-301.

143. Andersen M.E. The kinetics of ligand binding and of the association-dissociation reactions of human hemoglobin. Properties of deoxyhemoglobin dimers / M.E. Andersen, J.K. Moffat, Q.H. Gibson // J. Biol. Chem. — 1971. — Vol. 246, № 9. — P. 2796-2807.

144. Andersen N.M. Equilibrium of human hemoglobin with ethylisocyanide: further evidence for co-operativity in hemoglobin dimers / N.M. Andersen, E. Antonini, M. Brunori, J. Wyman // J. Mol. Biol. — 1970. — Vol. 47, №2. — P. 205-213.

145. Antonini E. Hemoglobin /Е. Antonini, M. Brunori //Ann. Rev. Biochem.1971. — Vol. 39. — P. 977-1042.

146. Antonini E. Studies on the relations between molecular and functional properties of hemoglobin / E. Antonini, M. Brunori, S. Anderson // J. Biol. Chem.1968. — Vol. 243. — P. 1816-1822.

147. Antonini E. The oxygen equilibrium of the hybrids of canine and human haemoglobin / E. Antonini, J. Wyman, E. Bucci et al. // Biochim. et Biophys. acta.—1965. Vol. 104, № 1.—P. 160-166.

148. Bakardjiev A. Transport of beta-alanine and biosynthesis of carnosine by skeletal muscle cell in primary culture / A. Bakardjiev, K. Bauer // Europ. J. Biochem. — 1994. — Vol. 225. — P.617-623.

149. Bannister T. Energy transfer between chromophore and protein in phycocyanin / T. Bannister //Arch. Biochem. Biophys. — 1954. —Vol. 49, № 1.1. P. 222-233.

150. Bartos Z.G. Is Superoxide dismutase a physiological radioprotector? / Z.G. Bartos, W. Zeyko, R. Fried // Experentia. — 1979. — Vol. 85, № 9. — P. 9496.

151. Baugher J.F. Ultraviolet inactivation of papain / J.F. Baugher, L.I. Grossweiner // Photochem. and Photobiol. — 1975. — Vol. 22. — P. 163-175.

152. Beauchamp C. Superoxide dismutase: improved assay and assay applicable to acrilamide gels / C. Beauchamp, I. Fridovich // Anal. Biochem. — 1971. — Vol. 44, № 1. — P. 276-287.

153. Benesch R. Intercellular organic phosphates as regulators of oxygen release by haemoglobin / R. Benesch, R.E. Benesch // Nature. — 1969.—Vol.221.1. P.618.

154. Benesch R. Reciprocal binding of oxygen and diphosphoglycerate by human hemoglobin / R. Benesch, R.E. Benesch, C.I. Yu // Proc.Natn. Acad. Sci. USA. — 1968. — Vol.59, №2. — P.526-532.

155. Benesch R.E. The dissociation of hemoglobins A and H in concentrated sodium chloride/ R.E. Benesch, R. Benesch, G. Macduff// Biochemistry. — 1964.1. Vol.3, №8. —P. 1132-1135.

156. Bernheim M.L.C. The anti-oxidant effect of serotonin / M.L.C. Bernheim, A. Ottolenghi, F. Bernheim // Biochim. Biophys. acta. — 1957. — Vol. 23, № 2.1. P. 431.

157. Beychok S. Optacally active absorption bands of hemoglobin and its subunits / Beychok S., Tyuma J., Benesch R.E. et al. // J. Biol. Chem. — 1967. — Vol. 242, № 10. — P. 2460-2462.

158. Boldyrev A.A. Biological role of canrosine metabolism in excitable tissues: speculation and facts / A.A. Boldyrev, E.G. Kurella, S.L. Stvolinsky // Pathphysiology. — 1994. —№ 1. — P.215-219.

159. Bolton W. Three dimensional fourier synthesis of horse desoxyhaemoglobin at 2,8 A resolution / W. Bolton, M.F. Perutz // Nature. — 1970. — Vol. 228, № 5271. — P. 551-552.

160. Brody S.S. Effects of elevated carboxyhemoglobin on gas exchange in the lungs/S.S. Brody, R.F. Corbun//Ann. N. Y. Acad. Sci. — 1970.— Vol.174, № 1. —P.255-260.

161. Bucci E. Entropy-driven intermediate steps of oxygenation may regulate the allosteric behavior of hemoglobin / E. Bucci, Z. Gryczynski, A. Razynska et al. // Biophys. J. — 1998. — Vol. 74, № 5. p. 2638-2648.

162. Bucci E. Positive and negative cooperativities at subsequent steps of oxygenation regulate the allosteric behavior multistate sebacylhemoglobin / E. Bucci, A. Razynska, H. Kwansa et al. // Biochemistry. — 1996. — Vol. 35, № 11.1. P. 3418-3425.

163. Budhiraja V. Effect of hemoglobin polymerization on oxygen transport in hemoglobin solutions / V. Budhiraja, J.D. Heliums // Microvascular research.2002. —P. 1-14.

164. Bunn H.F. The interaction of2,3-diphosphoglycerate with various humanhemoglobin / H.F. Bunn, R.W. Briehl, P. Larrabee, V. Hobart // J.Clin.Invest. — 1970. — Vol.49, №6. — P. 1088-1095.

165. ChangT.M. Modified hemoglobin-based blood substitutes: crosslinked, recombinant and encapsulated hemoglobin / T.M. Chang // Vox. Sang. — 1998. — Vol. 74, №2. —P. 233-241.

166. Chang T.M.S. Future prospects for artificial blood / T.M.S. Chang // Tibtech.— 1999. — Vol. 17. —P. 61-67.

167. Caughey W.S. Carbon monoxide bonding in hemoproteins / W.S. Caughey// Ann. N. Y. Acad. Sci. — 1970. — Vol. 174, № 1. — P. 148-153.

168. Cecil R. Colorimetric measurement of stepwise enthalpy changes for the binding of four oxygen to adult human hemoglobin / R. Cecil, M. Thomas // Nature. — 1965. —Vol.206. —P. 1317.

169. Cecil R. The Proteins / R. Cecil. — NY: Acad. Press, 1963. — Vol. 1. — 460 p.

170. Cherruault Y. A four compartment model to study the kinetics of strontium metabolism in man / Y. Cherruault, V.B.Sarin // Int. J. Bio-Med. Comput. — 1987. — Vol. 20, № 1-2. —P. 21-26.

171. Chiancone C. Role of cysteine residues in hemoglobin structure and function / C. Chiancone //Arch.Biochem. and Biophys. — 1972. —Vol.151. — P.28.

172. Cullis D. The oxygen affinity of haemoglobin / D. Cullis // Proc.Roy. Soc. — 1962. — Vol.265. — P. 161.

173. D'Agnillo F. Absence of hemoprotein-associated free radical events following oxidant challenge of crosslinked hemoglobin superoxide dismutase -catalase / F. D'Agnillo, T.M. Chang // Free Radic. Biol. Med. — 1998. — Vol. 24, №6. —P. 906-912.

174. D'Agnillo F. Polyhemoglobin superoxide dismutase — catalase as a blood substitute with antioxidant properties / F. D'Agnillo, T.M. Chang // Nat. Biotechnol. — 1998. — Vol. 16, № 7. — P. 667-671.

175. Daugherty M.A. Bohr effects of the partially ligated (CN-met) intermediates of hemoglobin as quaternary assembly / M.A. Daugherty, M.A. Shea, G.K. Ackers//Biochemistry.— 1994. —Vol. 33, №34. —P. 10345-10357.

176. Demma L.S. Direct generation of superoxide anions by flash photolysis of human oxyhemoglobin / L.S. Demma, J.M. Salhany // J. Biol. Chem. — 1977. — Vol. 255, №4. —P. 1226-1230.

177. Dodge J.T. The preparation and chemical characteristics of hemoglobin-free ghnosts of human erythrocytes / J.T. Dodge, C. Mitchell, D.J. Hanahan // Arch. Biochem. Biophys. — 1963.— Vol. 100. —P. 119-130.

178. Dong C. Influence of sickle hemoglobin polymerization and membrane properties on deformability of sickle erythrocytes in the microcirculation / C. Dong, R.S. Chadwick, A.N. Schechter // Biopys. J. — 1992. — Vol. 63, № 3. — P. 774783.

179. Drabkin D. The crystal lographic and optical properties of haemoglobin of man in comparison with those of other species / D. Drabkin // J. Biol. Chem. — 1947.—Vol. 164,№ 2. — P. 703-723.

180. Duda W. Effect of radiation on bovine aP-hemoglobin A / W Duda // Studia biophysica. — 1983. — Vol.98, №1. — P.25-32.

181. Edvardsen O. Molecular structure and dynamics of serotonin / O. Edvardsen, S. Dahl//Mol. Bran. Res. — 1991. —Vol.9, №1-2. —P.31-37.

182. Elgsaeter A. Shapes and shape changes in vitro in normal red blood cells /A. Elgsaeter, A. Mikkelsen // Biochim. Biophys. Acta. — 1991. — Vol. 1071, № 3. —P.273.

183. Engel K. Effect of iodacetate and fluoride on the position of the haemoglobin oxygen dissociation curve of human whole blood / K. Engel, G. Due //Nature.— 1968. —Vol.219, №5157. — P.936-938.

184. Fredrick W. Effect of ligand state on the binding of hemoglobin to thecytoplasmic side of the red cell membrane / W. Fredrick, L.A. Smith, W.P. Winter // Blood. — 1991. — Vol.78, №10, Suppl. №1. — P.88a.

185. Fridovich I. The biology of oxygen radicals. The superoxide radical is an agent of oxygen toxicity; superoxide dismutase provide an impotent defence /1. Fridovich // Science. — 1978. — Vol. 201, № 9. — P. 875-880.

186. Fridovich I. The utility of superoxide dismutase in studying free radical reactions /1. Fridovich, J.M. McCord // J. Biol. Chem. — 1970. — Vol. 245, № 6.1. P. 1374-1377.

187. Geraci G. Preparation and properties of a and P-chains from human hemoglobin / G. Geraci, L.J. Parkhurst, Q.H. Gibson // J. Biol. Chem.—1969.— Vol.244, № 17.—P.4664- 4667.

188. Gibson Q.H. Photosensitivity of haem compounds / Q.H. Gibson, S. Ainsworth// Nature. — 1957. — Vol. 180: —P. 1416-1417.

189. Gray R.D. Kinetic investigation of haemoglobin Bohr effect by flash photolysis / R.D. Gray, Q.H. Gibson //Nature—1970—Vol.226, № 5240.—P.77-78.

190. Guidotti G. Studies of the chemistry of hemoglobin into subunits // J. Biol. Chem. — 1967. — Vol. 242, № 16. — P. 3685-3693.

191. Hewitt J.A. Non-cooperativity of the aP-dimers in the reaction of hemoglobin with oxygen / J.A. Hewitt, J.K. Kilmartin, L.F. T. Eyck et al. // PNAS.1972. — Vol. 69. — P. 203.

192. Hill A.V. The possible effects of the aggregation of the molecules of haemoglobin on its dissociation curves / A.V. Hill // J. Physiol. — 1910. — Vol. 40. —P. 4-7.

193. Hilt K.L. Die sauerstoffbindung von menschlichem, an die eiythrocytenmembran gebundenem hemoglobin / K.L. Hilt, W.K.L. Barnikol // Funkt. Biol, und Med. — 1983. — Vol.2, №2. — P. 111-115.

194. Himes R.H. Studies of the P-chains of human hemoglobin / R.H. Himes, J.C. Rabinowitz // J.Biol.Chem. — 1962. — Vol.237. — P.2903.

195. Hiromi S. Physical properties of hemoglobin vesicles as red cellsubstitutes / S. Hiromi, H. Kenichi, T. Shinji et al. // Biotechnol. Progr. — 1996. — Vol. 12,№ 1. —P. 119-125.

196. Hoffman B.M. On the photosensitivity of liganded hemoproteins and their metal-substituted analogues / B.M. Hoffman, Q.H. Gibson // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. — 1978. — Vol. 75. — P. 21-25.

197. Huang Y. Heterometallic hybrids ofhomometallic human hemoglobins / Y. Huang, T. Yonetani, A. Tsuneshige et al. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. —1996.1. Vol. 93. — P. 4425-4430.

198. Huisman T.H.G. Chromatography of hemoglobin types on carboxymathilcellulose / T.H.G. Huisman, E.A. Martis, A.M. Dozy // J. Labor. Clin. Med. — 1958. — Vol. 52. — P. 312-319.

199. Jayaraman V. Structure of a third cooperatively state of hemoglobin: ultraviolet resonance Raman spectroscopy of cyanomethemoglobin ligation microstates / V. Jayaraman, T.G. Spiro//Biochemistry. — 1995. — Vol. 34, № 14.1. P. 4511-4515.

200. Jennings M. L. Erythrocyte band 3 protein: evidence for multiple membrane — crossing segments in the 17000-dalton chymotryptic fragment / M.L. Jennings, J.S. Nicknish // Biochemistry. — 1984. — Vol.23, №26. — P.6432-6436.

201. Jensen F.B. Comparative analysis of autoxidation of haemoglobin /F.B. Jensen // J. Experim. Biol. 2001. - Vol.204. - P.2029-2033.

202. Johnson M.B. Functional comparison of specifically cross-linked hemoglobin biased toward the R and T states / M.B. Johnson, J.G. Adamson, A.G. Mauk // Biopys. J. — 1998. — Vol. 75, № 6. — P. 3078-3084.

203. Kaluskar A.G. Photochemical inactivation of trypsin / A.G. Kaluskar, L.I. Grossweiner// Photochem. and Photobiol. — 1974. — Vol. 20. — P. 329-338.

204. Kaul R.K. Interaction of hemoglobin with band 3: a review/R.K. Kaul, H. Kohler // Klin. Wochenschr. — 1983. — Vol.61, № 17. — P.831-837.

205. Kellett G.L. Dissociation of hemoglobin into subunits. Monomer formation and the influence of ligands / G.L. Kellett, H.K. Schachman // J. Mol. Biol. — 1971. — Vol. 59, № 3. — P 387-399.

206. Kellett G.L. Reaction of haemoglobin dimers after ligand dissociation / G.L. Kellett, H. Gutfreund // Nature. — 1970. — Vol. 227, № 5261. — P. 921926.

207. Kendrew J.C. Myoglobin and structure of proteins / J.C. Kendrew // Science. — 1963. — Vol. 139, № 3561. — P. 242-249.

208. Kister J. Functional properties of hemoglobin in human red cells. II. Determination of the bohr effect / J. Kister, M.C. Marden, B. Bohn et al. // Respir.Physiol. — 1988. — Vol.73, №3. — P.363-378.

209. Koshland D.E. Comparison of experimental binding data and theoretical models in protein containing subunits / D.E. Koshland, G. Nemethy, D. Filmer // Biochemistry. — 1966. — Vol. 5, № 1. — P. 365-385.

210. Labié D. Les hémoglobines instables / D. Labié // Ann.Biol.Clin. — 1970. — Vol.28, №4. — P.283-285.

211. Lalezari I. New effectors of human hemoglobin: structure and function / L. Lalezari, P. Lalezari, C. Poyart et al. // Biochemistry. — 1990. — Vol. 29, № 6.1. P. 1515-1523.

212. Lee H.C. Electron spin eho envelope modulation study of oxygenatediron-cobalt hybrid hemoglobins reveals molecular features analogous to those of the oxy ferrous protein / H.C. Lee, J. Peisach // Biochemistry. — 1995. — Vol. 34, №20. —P. 6883-6891.

213. Lohmann W. Influence of serotonin on the radiation sensitivity of lactate dehydrogenase / W. Lohmann, A.J. Moss // Experientia. — 1957. — Vol. 22, № 8.1. P. 514-518.

214. LoomisT.S. Regional and subcellular distribution of superoxide dismutase in brain/T.S. Loomis, G. Gee, W.L. Stahl//Experentia. —1976.—Vol. 32, № 11.1. P. 1374-1376.

215. Low P.S. Characterization of the reversible conformational equilibrium of the cytoplasmic domain of erythrocyte membrane band 3 / P.S. Low, M.A. Westfall, D.P. Allen, K.C. Appell // J. Biol. Chem. — 1984. — Vol.259, №21.— P. 13070-13076.

216. Louderback J.G. Sickle hemoglobin polymer melting in high concentration phosphate buffer/J.G. Louderback, S.K. Ballas, D.B. Kim-Shapiro // Biophys. J. — 1999. — Vol. 76, № 4. — P. 2216-2222.

217. Madsen N.B. Effect of heme environments on redox potentials / N.B. Madsen // J.Biol.Chem. — 1956. — Vol.223. — P. 1067.

218. Madsen N.B. Stereochemistry of cooperativity effects in the prostetic group of haemoglobin / N.B. Madsen, C.F. Cori //J.Biol.Chem. —1956.—Vol.223.1. P.1055.

219. Marklund S. Normal, Cu,Zn superoxide dismutase, Mn superoxide dismutase, catalase and glutation peroxidase in Werner's syndrome / S. Marklund, J. Nordennman, O. Back // J. Gerontol. — 1981. — Vol. 36, № 4. — P. 405-409.

220. Midden W.R. Biological inactivation by singlet oxygen: distinguishing 02 ('Ag) and ('Eg4) / W.R. Midden, T.A. Dahl // Biochim. et. biophys. acta Gen.

221. Sulj. — 1992. — Vol. 1117, № 2. — P. 216-222.

222. Moffat J.K. Structure and functional properties of chemically modified horse hemoglobin. II. X-ray studies / J.K. Moffat // J.Mol.Biol. — 1971.—Vol.58, №1. — P.79-88.

223. Mono J. On the nature of allosteric transition: a plausible mode / J. Mono, J. Wyman, J.P. Changeux // J. Mol. Biol. — 1965. — Vol. 12, № 1. — P. 88-118.

224. Muirhead H. Three-dimentional fourier synthesis of human deoxyhaemoglobin at 3,5 A resolution / H. Muirhead, J. Greer // Nature. — 1970. — Vol. 228, № 5273. — P. 516-519.

225. Murina M.A. Effects of ultraviolet radiation on aggregation of human erythrocytes / M.A. Murina, D.I. Roshchupkin // Photochem. Photobiophys. — 1984. — Vol.7. — P.59-65.

226. Nichols W.L. Conformation-invariant structures of the human hemoglobin dimer / W.L. Nichols, B.H. Zimm, L.F.T. Eyck // J. Mol. Biol. — 1997. — Vol. 270, №4. —p. 598-615.

227. Nichols W.L. Rigid domains in proteins: an algorithmic approach to the identification / W.L. Nichols, G.D. Rose, L.F.T. Eyck et al. // Proteins. — 1995. — Vol. 23, № 1. —P. 38-48.

228. Noren I.B. A light-scattering study of the effect of sodium chloride on the molecular weight of human adult hemoglobin / I.B. Noren, C. Ho, E.F. Cassasa //Biochemistry.—1971. —Vol. 10,№ 17. —P. 3222-3229.

229. Nowak T. The regulation of oxygen affinity of human hemoglobin / T. Nowak, R.H. Himes // J.Biol.Chem. — 1971. — Vol.246. — P. 1285.

230. Perrella M. Bohr effect in hemoglobin deoxy/cyanomet intemediates / M. Perrella, L. Benazzi, M. Ripamonti, L. Rossi-Bernardi //Biochemistry. — 1994.

231. Vol. 33, №34. —P. 10358-10366.

232. PerutzM.F. Haemoglobin and allostery /M.F. Perutz//Nature. — 1968.1. Vol.219. —P. 131.

233. Perutz M.F. Identification of residues responsible for the alkaline Bohr effect in haemoglobin / M.F. Perutz, H. Mairhead, L. Mazzarella et al. //Nature. — 1969. — Vol. 222, № 5200. — P. 1240-1243.

234. Perutz M.F. Mechanism of denaturation of haemoglobin by alkali / M.F. Perutz//J.Mol.Biol. — 1965. —Vol.13. —P.646.

235. Perutz M.F. Molecular pathology of human haemoglobins / M.F. Perutz, H. Lehmann // Nature. — 1968. — Vol. 21, № 5157. — P. 902.

236. PerutzM.F. Regulation of oxygen affinity of haemoglobin: influence of structure of the globin on the haem-iron / M.F. Perutz // Ann. Rev. Biochem. — 1979. — Vol. 48. — P. 327-386.

237. Perutz M.F. Stereochemical mechanism of cooperative effects in hemoglobin / M.F. Perutz // Biochemia. — 1972. — Vol. 54, № 5-6. — p. 587.

238. Perutz M.F. Stereochemistry of cooperative effects in haemoglobin / M.F. Perutz // Nature. — 1970. — Vol. 228, № 5273. — P. 726-739.

239. Perutz M.F. Structure and mechanism of haemoglobin / M.F. Perutz // Brit. Med.Bull. — 1976. — Vol.32. — P. 195.

240. Perutz M.F. X-ray analysis structure and function of enzymes / M.F. Perutz // Europ. J. Biochem. — 1969. — Vol. 8, № 4. — P. 455-466.

241. Philo J.S. Quaternary structure dynamics and carbon monoxide binding kinetics of hemoglobin valency hybrids / J.S. Philo, U. Dreyer, J.W. Lary // Biophysical Journal. — 1996. — Vol. 70, № 4. — P. 1949-1965.

242. Privalov P.L. Scanning Microcalorimetiy In Studying Temperature-induced Changes in Proteins / P.L. Privalov, S.A. Potekhin // Enzyme Structure. — Part 50, Vol. 131. — Orlando: Academic Press, 1986. — P. 4-51.

243. Quebec E.A. Superoxide dismutase and catalase cross-linked to polyhemoglobin reduce methemoglobin formation in vitro / E.A. Quebec, T.M.S. Chang//Artif. Cells, Blood Substitut and Immobilizat. Biotechnol. — 1995. —

244. Vol. 23, № 6. — P. 693-705.

245. Ramadas N. Molecular dynamics of human methemoglobin: The transmission of conformational information between subunits in an ap-dimer / N. Ramadas, J.M. Rifkind // Biophys. J. — 1999. — Vol. 76, № 4. — P. 17961811.

246. Rapoport S. The regulation of glycolysis in mammalian erythrocytes / S. Rapoport // Essays Biochem. — 1968. — Vol.4. — P.69-103.

247. Riggs A. Functional properties of haemoglobin / A. Riggs // Physiol. Revs. — 1965. — Vol. 45, № 4. — P. 619-673.

248. Rossi-Fanelli A. Studies of the relations between molecular and functional properties of hemoglobin / A. Rossi-Fanelli, E. Antonini, A. Caputo // J. Biol. Chem. — 1961. — Vol. 236.—P. 397-400.

249. Roughton F.S.W. The equilibrium of carbon monoxide with human hemoglobin in wide blood / F.S.W. Roughton //Ann. N.Y. Acad. Sci. — 1970. — Vol.174,№ 1, —P.177-188.

250. Russu I. lH and 3lP nuclear magnetic resonance investigation of the interaction between 2,3-DPG and human normal fraction from chicken liver / I. Russu, Wu Shing-Shing, K. Bupp et al. // Biochimie. — 1990. — Vol. 69, № 1112. —P. 1207-1215.

251. Salhany J.M. Binding of cytosolic proteins to the erythrocyte membrane / J.M. Salhany // J. Cell. Biochem. — 1983. — Vol.23, №1-4. — P.211-222.

252. Schuberth I. Oxydation and reduction of hemoproteins by ultraviolet irradiation /1. Schuberth //Ark. kemi.—1960. — Bd. 15. — P. 97-130.

253. Setlow R.B. The effects of temperature on the direct action of ionizing radiation on catalase / R.B. Setlow, B. Doyle // Arch. Biochem. Biophys. — 1953. — Vol.46.—P. 46-52.

254. Shannon N.J. 5-Hydroxytryptamine is synthesized in neural and intermediate lobes of the rat pituitary gland / N.J. Shannon, K.E. Moore // Brain Res. — 1987. — Vol. 402, № 2. — P. 287-292.

255. Shore V. Energy transfer in conjugated proteins and nucleic acids / V. Shore, A. Pardee//Arch. Biochem. Biophys. — 1956. —Vol. 63. —P. 355-359.

256. Smith D.B. Physics of biomolecules / D.B. Smith, M.F. Perutz // Nature.1960. — Vol. 188. — P.406.

257. Stefanini S. Dissociation of human hemoglobin by different organomercurials / Stefanini S., Chiancone C., Cecil H., Antonini E. // J.Biol. Chem.1970. —Vol.245. —P.4105.

258. Svedberg T. Splitting of Protein Molecules by Ultraviolet Light and X-Rays/ T. Svedberg, S. Brohult // Nature. — 1939. — Vol. 143, №3631. — P.938-939.

259. Szweda-Lewandowska Z. CM-cellulose analysis of human oxyhemoglobin solutions partially oxidizen by y-radiation / Z. Szweda-Lewandowska, M. Puchala, M. A. Kowalska // S tudia biophysica. — 1981. — Vol. 83, №3. — P. 225-232.

260. Talarico T. Autoxidation of pyridoxalated hemoglobin polyoxy ethylene conjugate / T. Talarico, A. Swank, C. Privalle // Biochemical and Biophysical Research Communications. — 1998. — Vol. 250, № 2. — P. 354-358.

261. Van den Brenk H.A.S. Effect of high oxygen pressure on the protectiveaction of gystamine and 5-hydroxytryptamine in irradiated rats / H.A.S. Van den Brenk, R. Moore // Nature—1959. — Vol. 183, № 4674.—P. 1530.

262. Vandegriff K.D. A comparison of rates of heme exchange: Site-specifically cross-linked versus polymerized human hemoglobins / K.D. Vandegriff, Y.C. LeTellier//Artif. Cells, Blood Substitutand Immobilizat. Biotechnol.—1994. — Vol. 22, № 3.—P. 443-455.

263. Vasques G.B. Cysteins (393 and (3112 as probes of conformational and functional events at the human hemoglobin subunit interfaces / G.B. Vasques, M. Karavitis, I. Pechik et al. // Biophys J. — 1999. — Vol. 76, № 1. — P. 88-97.

264. Wang J.H. Synthetic biochemical models/ J.H. Wang //Account. Chem. Res—1970. —Vol. 3.—P. 90.

265. Weber G. Electronic energy transfer in haem proteins / G. Weber, F.J.W.Teale // Disc. Faraday Soc.—1959.— Vol. 27.—P. 134-141.

266. Wittenberg J.B. On the state of the iron and the nature of the ligand in oxyhaemoglobin / J.B. Wittenberg, B.A. Wittenberg, J. Piesach et al. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. — 1970. — Vol. 67, № 4. — P. 1846-1855.

267. Wyatt K. Both ankyrin and band 4.1 are required to restrict the rotational mobility ofband 3 in the human erythrocyte membrane / K. Wyatt, RJ. Cherry // Biochim. et biophys. acta. Biomembranes.— 1992.—Vol.1103, №2. — P.327-330.

268. Yohe M.E. Solubility of Fluoromethemoglobin S: Effect of phosphate and temperature on polymerization / M.E. Yohe, K.M. Sheffied, I. Mukerji // Biophys. J—2000. — Vol. 78,№ 6.—P. 3218-3226.

269. Zentz C. Alteration of hem axial ligands in hemoglobin by organic solvents analysed by CD, FNIR, and XANES techniques / C. Zentz, S. El Antri, S. Pin et al.// Biochemistry—1991.—V.30—P.2804-2810.

270. Zwart A. A multi-wavelength spectrophotometric method for the simultaneous determination of five haemoglobin derivatives / A. Zwart, A. Buursma, E.J. van Kampen et al. // J. Clin. Chem. Clin. Biochem. — 1981. — Vol. 19, № 7. P. 457-463.

Информация о работе

Вашанов, Геннадий Афанасьевич
доктора биологических наук
Воронеж, 2004
ВАК 03.00.02

Диссертация

Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Роль субъединичных контактов в проявлении гемоглобином структурно-функциональных свойств в условиях различного микроокружения - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы