Министерство образования и науки Российской Федерации

Московская Государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова

Кафедра биотехнологии

Зачётная работа по курсу "Функции и строение белков"

Тема: "Гемоцианин. Описание"

Выполнила:

Группа:

БМ-59

Руководитель:

Есипова О.

Москва 2007

Введение

Гемоцианин - дыхательный пигмент из группы хемопротеидов, способный легко присоединять и отдавать кислород, является медьсодержащим аналогом гемоглобина, и встречается в гемолимфе некоторых беспозвоночных (моллюсков (осьминоги, кальмары, улитки), членистоногих (раки и пауки)). В гемоцианине одна молекула кислорода связывается с двумя атомами меди. При этом белок окрашивается в голубой цвет Cu (ΙΙ) и наблюдается флуоресценция. С окисью углерода гемоцианин так же, как и гемоглобин, взаимодействует обратимо, образуя бесцветные соединения Cu (Ι).

Историческая справка

Гемоцианин был открыт в 60-х годах XIX в., когда биологи заметили, что кровь головоногих моллюсков при прохождении через жабры окрашивается в голубой цвет. А в 1878г. бельгийский физиолог Леон Фредерик доказал, что голубой цвет вызван реакцией кислорода с медьсодержащим белком, который он назвал гемоцианином (от греч. gemo - кровь и kianos - лазурный, голубой).

Строение и функции

Рисунок 1. Пространственная модель молекулы гемоцианина

Содержание меди в гемоцианине от 0.1 до 0.3% по весу (членистоногие - 0,178% меди, моллюски - 0,253%). Белки из разных природных источников встречаются в виде моно-, ди-, тетра - и октамеров. Мономер белка - октаэдр, состоящий из 6 субъединиц. Предлагаемая модель - субъединица гемоцианина весом до 75 кДа, которую иногда разделяют еще на две похожие, но не эквивалентные субъединицы (граница этого разделения проходит через металлсвязывающий центр).

    
    
    

    
       Активный центр каждой субъединицы белка содержит два близко расположенных друг к другу катиона меди, которые обратимо связывают молекулу кислорода в комплекс. При этом сами катионы меди прочно связаны в структуре белка шестью остатками гистидина из двух разных цепей. Два других остатка гистидина, возможно, задействованы в образовании других металлсвязывающих центров мономера (всего в мономере содержится не менее шести связывающих кислород центров). Связывание молекулы кислорода одной субъединицей молекулы гемоцианина увеличивает сродство к кислороду соседних субъединиц. На профиль связывания кислорода значительно влияет содержание ионов в гемолимфе и рН-фактор.

Класс: преимущественно β Архитектура: сэндвич

Рисунок 3. Гемоцианин, цепь А, домен 2.

В отличие от гемоглобина, который включен в клетки крови, молекулы гемоцианина свободно "плавают" в крови. Благодаря этому гемоцианин имеет большую плотность по сравнению с гемоглобином, а, следовательно, может переносить большее количество кислорода, что важно для организмов, живущих в условиях с малым содержанием кислорода. Так, давление кислорода в жабрах лангуста составляет всего 7 мм рт. ............