Изофункциональные белки
Белок, выполняющий определенную функцию в живой клетке, может быть представлен несколькими формами — изофункциональными белками, или изобелка-ми. Например, в эритроцитах человека обнаружено несколько форм гемоглобина: у взрослого человека преобладающими формами являются НЬА, на долю которого приходится 96 % всего гемоглобина, HbF и НЬА^ (примерно по 2 % каждого).
- Изофункциональный белок.
Все гемоглобины представляют собой тетрамеры, построенные из разного набора протомеров а, р, у и 8: формула НЬА — 2а2(3, HbF — 2осу, НЬА2 — 2ос28. Общим для всех гемоглобинов является наличие а-протомеров. Разные протомеры сходны между собой по первичной структуре, и очень большое сходство между протомерами наблюдается по вторичной и третичной структурам. Все формы гемоглобинов выполняют одинаковую функцию — присоединяют кислород в легких и передают его в клетки тканей. Однако в какой-то мере по функциональным свойствам формы гемоглобинов различаются.HbF характерен для эмбриональной стадии развития человека (фетальный гемоглобин); лишь в последние недели беременности и первые недели после рождения он постепенно заменяется на НЬА. Кровь плода и матери не смешивается; снабжение плода кислородом обеспечивается за счет диффузии кислорода из кровеносных сосудов матери в кровеносные сосуды плода в плаценте. Более высокое сродство фетального гемоглобина к кислороду делает возможной диффузию при меньшем градиенте концентраций кислорода между сосудами матери и плода.Меньшую степень родства с гемоглобинами обнаруживает миоглобин: по строению и свойству связывать кислород он очень сходен с протомерами гемоглобина, однако в отличие от гемоглобинов, циркулирующих в крови и переносящих кислород от легких (или плаценты) к тканям, миоглобин фиксирован в мышечной ткани и служит промежуточным переносчиком кислорода от гемоглобина к митохондриям, а также для создания резерва кислорода в мышцах.
Изофункциональные белки — это семейства белков, выполняющих в общем одинаковую функцию, однако небольшие особенности некоторых членов семейства могут иметь важное физиологическое значение. Изобелками называют множественные молекулярные формы белка, обнаруживаемые в организмах одного вида; белки организмов разных биологических видов, выполняющие в них одинаковые функции (гомологичные белки), не относят к изобелкам. Например, гемоглобин человека и гемоглобин кролика — это не изобелки, несмотря на их одинаковую функцию и общее эволюционное происхождение. Более точное определение изофункциональных белков дано в гл. 5. Известно большое число семейств изобелков; особенно хорошо изучены изофункциональные ферменты (см. гл. 2). Есть основания считать, что значительная часть белков организма (если не все) представлена двумя или большим количеством изофункциональных форм.