Севастополь, Севастополь, Россия
Севастополь, Севастополь, Россия
Широкое применение методов низкотемпературного хранения биологических объектов требует изучения механизмов влияния температуры на молекулярном уровне. Исследовано влияние температуры в диапазоне +10÷+38°С на гемоглобин А, при этом использовали методы температурно-пертурбационной дифференциальной спектрофотометрии и анализа первых производных спектров поглощения. Зависимость ΔЕ/Е от температуры для раствора гемоглобина А имеет S-образный вид. На зависимости ΔЕ/Е от температуры для гемоглобина А наблюдаются изломы: первый в области температуры +25÷+27°С и второй излом в области температур +33÷+35°С. В эксперименте, проведённом на миеломном иммуноглобулине G, получена S-образная зависимость интенсивности температурно-пертурбационных дифференциальных спектров от температуры, которая имеет изломы при +25 и +35°С. Авторы данную S-образную зависимость связывают с наличием конформационного перехода в области температур +25÷+35°С. По-видимому, можно предположить, что в молекуле гемоглобина А конформационные изменения происходят в области температур +25÷+35°С. По данным спектрофотометрии конформационное состояние глобина изменяется при температурах около +26÷+30°С. Данные наших исследований свидетельствуют о наличии конформационных перестроек в молекуле гемоглобина при +25 и +35°С. Наши данные, предположительно свидетельствующие об изменении структуры гемоглобина А человека при температуре около +25°С, вероятно, подтверждаются и другими исследованиями с помощью динамического светорассеяния, некогерентного светорассеяния, IR-спектроскопии, исследованиями для внутриэритроцитарного гемоглобина А донорской крови 5-ти дней хранения о содержании оксигемоглобина А, согласно которому, так как уменьшение содержания оксигемоглобина А и оксигенация молекулы гемоглобина связана с её конформационным состоянием, то, возможно, при +25°С начинает проявляться изменение конформационного состояния молекулы гемоглобина А, которое может способствовать более выраженному уменьшению содержания оксигемоглобина А. Особенные свойства HbA, определяющие наличие специальной температуры около +25°С на температурных зависимостях различных параметров гемоглобина, требует дальнейшего исследования в сравнении в различных температурных интервалах.
гемоглобин, конформационные изменения, температура
1. Stadler R.R., Soyka M.B. A prospective pilot study comparing nasal blood sampling and venipuncture for the assessment of hemoglobin levels and INR. Laryngoscope, 2017, vol. 127, no. 3, pp. 577-581.
2. Michnik A., Drzazga Z., Kluchewska A., Michalik K. Differential scanning microcalorimetry study of the thermal denaturation of haemoglobin. Biophys. Chem., 2005, vol. 118, no. 2-3, pp. 93-101, doi: 10.1016 /j.bpc.2005.06.012.
3. Mauer J., Peltomaki M., Poblete S., Gompper G., Fedosov D.A. Static and dynamic light scattering by red blood cells: A numerical study. PLoS One, 2017, vol. 12, no. 5, e0176799, doi:https://doi.org/10.1371/journal.pone.0176799.
4. Rossi-Bernardi L., Roughton F.J. The specific influence of carbon dioxide and carbonate compounds on butter power and Bohr effects in human haemoglobin solutions. J. physiol, 1967, vol. 189, pp. 1-29.
5. Fermi G. Three-dimensional Fourier syntess of human deoxyhaemoglobin at 2,5 A° resolution: refinement of the atomic model. J.mol. biol., 1975, vol. 97, pp. 237-256.
6. Takano T. Structure of myoglobin refinsd at 2,0 A° resolution. J. mol. biol., 1977, vol. 110, pp. 533-584.
7. Perutz M.F. Stereochemistry of cooperative effects in haemoglobin. Nature, 1970, vol. 228, pp. 726-739.
8. Zavialov V.P., Troitsky G.V., Demchenko O.P., Generalov I.V. Temperature and pH dependent changes of immunoglobulin G structure. Biochim et biophys. Acta, 1975, vol. 386, p. 155.
9. Stadler A.M., Digel I., Artmann G.M., Embs J.P., Zaccai G., Buldt G. Hemoglobin dynamics in red blood cells. Correlation to body temperature. Biophys. J., 2008, vol. 95, no. 11, pp. 5449-5461.
10. Stadler A.M., Garvey C.J., Bocahut A., Sacquin-Mora S., Digel I., Schneider G.J., Natali F., Artmann G.M., Zaccai G. Thermal fluctuations of haemoglobin from different species: adaptation to temperature via conformational dynamics. Journal of the royal society interface, 2012, doi:https://doi.org/10.1098/rsif.2012.0364.
11. Абатуров Л.В., Молчанова Т.П., Носова Н.Г., Шляпников С.В., Файзуллин Д.А. Конформационная динамика тетрамерной молекулы гемоглобина по данным водородного обмена. I. Влияние рН, температуры и связывания лигандов. Молекулярная биология, 2006, т. 40, № 2, с. 326-340.
12. Weickert M.J., Apostol I. High-fidelity translation of recombinant human hemoglobin in Escherichia coli. Applied and environmental microbiology, 1998, vol. 64, no. 5, pp. 1589-1593.
13. Santiago P.S., Moura F., Moreira L.M., Dominques M.M., Santos N.C., Tabak M. Dynamiclight scattering and optical absorption spectroscopy study of pH and temperature stabilities of the extracellular hemoglobin of Glossoscolex paulistus. Biophysical journal, 2008, vol. 94, no. 6, pp. 2228-2240.
14. Артюхов В.Г., Путинцева О.В., Савостин В.С. Физико-химические свойства и термостабильность молекул гемоглобина человека, модифицированного реополиглюкином и диальдегиддекстраном. Биофизика, 2006, т. 51, № 3, с. 430-439.
15. Webb K.L., Dominelli P.B. Influence of high hemoglobin-oxygen affinity on human during hypoxia. Front. Physiol, 2022, doi:https://doi.org/10.3389/fphys.2021.763933.
