Представление о строении металлоферментов. Физико-химические принципы транспорта кислорода гемоглобином. Сопряжение процессов оксигенирования гемоглобина с его буферным действием.

Федеральное государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего образования «Красноярский государственный
медицинский университет имени профессора В. Ф. ВойноЯсенецкого» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Кафедра биологической химии с курсами медицинской,
фармацевтической и токсикологической химии
Представление о строении металлоферментов и др.
биокомплексных соединений.
Физико-химические принципы транспорта кислорода
гемоглобином.
Сопряжение процессов оксигенирования гемоглобина
с его буферным действием.
Выполнила:
студентка группы 116 пед
Рехлова Марина Сергеевна
Руководитель: Шадрина Л. Б.
Актуальность темы
Комплексные
соединения
широко
распространены в живой и неживой природе,
применяются в промышленности, сельском хозяйстве,
науке и медицине. Многочисленные минералы
представляют собой координационные соединения
металлов.
Изучение процессов взаимодействия "металл-лиганд"
– это ключ к поиску новых лекарственных средств, так
как
нарушение
баланса
металло-лигандного
гомеостаза приводит к развитию патологических
состояний.
Альфред Вернер
(1866 – 1919)
• Создатель координационной
теории комплексных соединений(1893г).
• За работы в этой области ему в
1913 году была присуждена
Нобелевская премия по химии.
• Комплексные соединения - устойчивые химические соединения
сложного состава, в которых обязательно имеется хотя бы связь,
возникшая по донорно-акцепторному механизму.
• Комплексообразователь (центральный атом) – атом или ион,
который является акцептором электронных пар, представляя
свободные атомные орбитали, и занимает центральное
положение в комплексном соединении.
• Лиганды – молекулы или ионы, которые являются донорами
электронных пар и непосредственно связаны с
комплексообразователем.
Металлоферменты
Металлоэнзимы – это ферменты класса
протеидов, для каталитического действия
которых необходимы ионы металлов.
• Примеры: тирозиназа, карбоангидраз и
карбоксипептидаза, ксантиноксидаз;
• селен-зависимая монодейодиназа;
• железо-зависимые тканевые дыхательные
ферменты и др.
• Гемоглобин – это сложный полимер-белок (хелатный
комплекс), молекула которого состоит из белковой и
железосодержащей части.
• Гем представляет собой порфирин, в который входит ион Fe2+
– именно он придаёт соединению красный цвет и
непосредственно участвует в реакции обратимого связывания
O2 и CO2.
Координационная схема иона железа
Цитохромы (или гемопротеиды)
• гемсодержащие ферменты.
Кобаламины
• группа кобальтсодержащих биологически активных веществ
Трансферрин и Альбумины
Трансферрин
(сидерофилин) —
белок плазмы крови,
который осуществляет
транспорт ионов железа.
Альбумины—
простые растворимые
в воде белки и
свёртывающиеся при
нагревании (денатурация
белка).
Физико-химические принципы
транспорта кислорода гемоглобином
Степень, до которой
насыщается гемоглобин,
зависит от содержания
кислорода в крови.
Насыщение гемоглобина
кислородом увеличивается,
когда парциальное давление
кислорода в крови (pО2)
повышается.
Реакция, лежащая в основе переноса кислорода
гемоглобином:
HHb+ + O2 <=> HbO2 + H+
• Некоторые процессы приводят к окислению иона
железа в гемоглобине до степени окисления +3. В
результате образуется форма гемоглобина,
известная как метгемоглобин (HbOH).
Сопряжение процессов оксигенирования
гемоглобина с его буферным действием
Гемоглобиновая буферная система
представлена слабыми кислотами –
гемоглобином HHb и оксигемоглобином
HHb∙O2 и сопряжёнными им слабыми
основаниями (акцепторами протонов) –
соответственно гемоглобинат – Hb– и
Hb∙O2– оксигемоглобинат-анионами.
Особенности гемоглобинового буфера
1. Большая ёмкость (на её долю приходится 75% от всей
буферной ёмкости крови).
2. Взаимодействие с дыхательной системой обеспечивает
выведение углекислого газа из организма.
Выводы:
• Белок гемоглобин выполняет крайне важную
функцию в организме человека – способствует
насыщению тканей кислородом, а также
осуществляет транспорт углекислого газа из тканей
в лёгкие.
• Гемоглобин – посредник между тканями и лёгкими
в обмене О2 и CO2. Увеличение количества
гемоглобина, как и его уменьшение, приводит к
расстройствам обмена веществ, к возникновению
заболеваний и патологий.
• Гемоглобиновая система крови играет
значительную роль сразу в нескольких важнейших
физиологических процессах организма: дыхании,
транспорте кислорода в ткани и поддержании
постоянства рН внутри эритроцитов, а в конечном
итоге – в крови.
Использованная литература
•
•
•
•
•
•
•
https://lektsii.org/14-29994.html
https://chem21.info/
https://studfile.net/preview/6673328/page:10/
https://cyberpedia.su/17x497a.html
https://infopedia.su/19x592e.html
https://myanaliz.info/ru/analiz/info/transferrin
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D0%BB%D1%8C%D0%B1%D1%
83%D0%BC%D0%B8%D0%BD%D1%8B
• http://stgmu.ru/userfiles/depts/general_bioorganic_chemistry/specialitet/Lech
ebnyj/07-57-57-litvinova-biogennye_elementy-21-08-09.pdf
• https://www.msmsu.ru/obrazovanie/student/studentu/kafedra-obshchey-ibioorganicheskoykhimii/lektsii/%D0%9B%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D0%B8%
20910%20%D0%91%D1%83%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%BD%D1%8B
%D0%B5%20%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%
D1%8B.pdf
Спасибо за внимание