MedUniver Скорая помощь
  Домой Медицинский фото атлас Психология отношений Медицинские видео ролики Медицинская библиотека Консультация врача  
Скорая помощь:
Скорая помощь
Частная неотложка.
Шок. Шоковые состояния.
Хирургическая патология.
Помощь при ожогах.
Краш синдром. ОПН. ОПен.
Неврологическая помощь.
Эндокринология.
Помощь при отравлениях.
Поражения глаз.
Неотложная стоматология.
Неотложная психиатрия.
Неотложные состояния.
Неотложная помощь.
УЗИ диагностика.
Рекомендуем:
Книги по медицине
Видео по медицине
Фотографии по медицине
Консультации врачей
Форум
 

Сульфгидрильные группы аминокислот. Связывание тяжелых металлов с гемоглобином

Для понимания механизмов действия тиоловых ядов необходимо вначале рассмотреть химические свойства сульфгидрильной (-SH) группы цистеина, дисульфидной (-S-S-) группы цистина и тиоэфирной (-S-CH3) группы метионина, а также данные о роли серосодержащих групп в ферментах и других биологически активных белках.

Участие этих групп в ферментативном катализе и связывании субстратов и кофакторов (ионов металлов и коферментов) нередко определяет спектр изменений в организме при поступлении тиоловых реагентов, в том числе арсенита и тяжелых металлов.

При реакции SH-групп с ионами металлов образуются меркаптиды (Me):
R-SH + Ме+ -» R-SMe + H+

В отличие от реакций алкилирования реакции меркаптидирования носят обратимый характер, но равновесие смещено в сторону образования слабодиссоциирующих меркаптидов. Ионы металлов легко реагируют как с RS-ионами, так и с недиссоциированными SH-группами. Одновалентные катионы серебра, меди, золота и двухвалентные катионы ртути, свинца, кадмия и цинка, а также соединения трехвалентного мышьяка и сурьмы обладают особенно высоким сродством к SH-группам. Старое название тиолов "меркаптаны" происходит от латинского "mercurio aptum" — соединенный с ртутью. Сродство ионов двухвалентных металлов к SH-группам уменьшается в такой последовательности: Hg2+>Pb2+>Cd2+>Zn2+. Однако если ионы ртути блокируют сульфгидрильные группы белков, цистеина, унитио-ла, гемоглобина и небелковых гемолизатов эритроцитов, то не отмечалось, например, блокирования тиоловых групп унитиола ионами кадмия, олова и свинца. В то же время ионы кадмия и свинца блокировали SH-группы цистеина на 27 и 50 % соответственно.

отравление металлами

Существенные различия выявлены в степени связывания ионов тяжелых металлов с SH-группами гемоглобина. Подобные результаты получены также на гемолизатах эритроцитов. Так, ионы ртути блокировали их на 100%, ионы свинца — на 18%, ионы кадмия — на 11%, а ионы олова вообще не вступали в реакцию с сульфгидрильными группами данного белка. В связи с тем что SH-группы в белках обязаны своему наличию остаткам цистеина, это обстоятельство служит подтверждением того факта, что реакционная способность SH-групп во многом зависит от структуры соединения, в которое они входят, о чем свидетельствуют многочисленные экспериментальные исследования.

Так, на основании сравнения данных амперометрического титрования и реакции с нитратом серебра было показано, что между серебром и кадмием в организме существуют конкурентные взаимоотношения, что связано с различной прочностью соединений типа металл— сера при взаимодействии тяжелых металлов с тиоловыми соединениями. С аминотиолами и дитиолами ионы этих металлов образуют также более прочные комплексы, чем с монотиолами. Логарифмы констант стабильности комплексов Zn2+ с тиолами и ЭДТА составляют для меркаптоэтанола 5,9, меркаптоэтиламина и цистеина — 9,9, дитиотреитола — 10,3, димеркаптопропанола — 13,5, для ЭДТА — 16,4. Данный показатель учитывают при разработке системы лечебно-профилактических мероприятий, в том числе реагентов, прочно соединяющихся с тяжелыми металлами. Уже в 1953 г. Е.С.Баррон упоминает 17 реагентов на SH-группы и 42 тиоловых фермента. Представители всех классов ферментов, почти все известные дегидрогеназы, ферменты обмена аминокислот, углеводов и жиров, биосинтеза белков ингибируются реагентами на SH-группы.
Показана роль этих групп в мышечном сокращении, окислительном фосфорилировании, нервной деятельности, делении клеток, действии отравляющих веществ и радиации.

Влияние тиоловых реагентов на упомянутые физиологические функции обусловлено блокированием SH-групп ферментов и других белков, а также низкомолекулярных, функционально важных тиолов, выполняющих роль кофакторов или простатических групп в различных ферментных системах.

В ферментативных реакциях участвуют и другие функциональные группы белков: имидазольная группа гистидина, гидроксильная — серина, е-аминогруппы лизина, со -карбоксильные группы аспарагиновой и глутаминовой кислот, фенольная группа тирозина и др. Однако SH-группы отличаются исключительно высокой реакционной способностью и многообразием химических реакций. Они вступают в реакции алкилирования, ацилирования, окисления, тиолдисульфидного обмена, реакции с сульфенилгалоидами, образования меркаптидов, полумеркапталий, меркаптолов, комплексов с переносом заряда и др.

Большинство реагентов на различные функциональные группы белка наиболее быстро реагируют со свободными SH-группами. Во многих из этих реакций SH-группы принимают участие в форме меркаптидного иона. Он реагирует с а- и р-ненасыщенными соединениями (например, акрилонитрилом) в 280 раз быстрее, чем непротонированная аминогруппа. Скорость реакции с 2,4-динитрофторбензолом у SH-группы цистеина в 90 раз выше, чем у фенольного гидроксила; в 160 раз выше, чем у аминогрупп, и в 1600 раз выше, чем у имидазола. Меркаптидные группы, таким образом, — более сильные нуклеофилы, чем другие группы белка. Сильная нуклеофильность меркаптидных ионов обусловлена главным образом высокой поляризуемостью относительно большого атома серы. Атом серы метионина образует координационную связь с ионом ртути. Тиоэфирная группа метионина алкилируется бромбензилом в 50 раз быстрее, чем неионизированная SH-группа, и в 33 раза быстрее, чем нейтральная имидазольная группа гистидина или индольное кольцо триптофана. Лишь меркаптидный ион превосходит ее по нуклеофильной реакционноспособности.

Тиоэфирные и дисульфидные группы вступают не в столь разнообразные реакции, как SH-группа. Устойчивость -S-S-связей при физиологических значениях рН хорошо соответствует их основной функции — участию стабилизации макромолекулярной структуры белков. Дисульфидные группы в активных центрах окислительных ферментов подвергаются обратимому превращению в SH-группы при взаимодействии с субстратами и участвуют в кататической реакции.

- Вернуться в оглавление раздела "Скорая помощь. Неотложные состояния."


Оглавление темы "Нарушение энергообеспечения при отравлении. Тиоловые яды":
1. Нарушение энергообеспечения под действием токсинов. Блокада аэробного окисления
2. Отравление окисью углерода. Нарушение энергообмена при отравлении окисью углерода
3. Мембранотоксическое действие ксенобиотиков. Отравление четыреххлористым углеродом
4. Отравление сероуглеродом. Токсическое действие сероуглерода
5. Тиоловые яды. Интоксикация тиоловыми ксенобиотиками
6. Токсикология тиоловых ядов. Представители тиоловых ядов
7. Токсичность тиоловых ядов. Механизмы токсичности тяжелых металлов
8. Тяжелые металлы. Токсичные свойства тяжелых металлов
9. Тиоловые группы белков. Роль белков в обмене тяжелых металлов
10. Сульфгидрильные группы аминокислот. Связывание тяжелых металлов с гемоглобином
Загрузка...

   
MedUniver.com
ICQ:493-344-927
E-mail: reklama@meduniver.com
   

Пользователи интересуются:

Будем рады вашим вопросам и отзывам:

Полная версия сайта