БИОХИМИЯ - Л. Страйер - 1984

ТОМ 1

ЧАСТЬ I. КОНФОРМАЦИЯ И ДИНАМИКА

ГЛАВА 3. ПЕРЕНОСЧИКИ КИСЛОРОДА—МИОГЛОБИН И ГЕМОГЛОБИН

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Объем эритроцита в среднем составляет 87 мкм³. Концентрация гемоглобина в эритроцитах, в среднем 34 г/100 мл.

а) Сколько по весу гемоглобина содержится в одном эритроците?

б) Сколько молекул гемоглобина содержится в одном эритроците?

в) Может ли концентрация гемоглобина в эритроцитах сильно увеличиться? (Подсказка; исходите из предположения, что гемоглобин в эритроцитах представлен в виде кубических кристаллов с длиной ребра 65 А.)

2. Сколько железа содержится в гемоглобине человека весом 70 кг? Примем, что объем крови составляет 70 мл/кг и содержание гемоглобина в крови-16 г/100 мл.

3. Содержание миоглобина в некоторых мышцах у человека составляет 8 г/кг мышц. У кашалота эта величина достигает 80 г/кг мышц.

а) Сколько кислорода связывается миоглобином в мышце человека и в мышце кашалота? Предполагается, что миоглобин насыщен O₂.

б) В воде тканей (в состоянии равновесия с венозной кровью при t = 37°С) растворяется примерно 3,5 • 10^-5 М O₂. Каково соотношение между кислородом, связанным с миоглобином, и свободнорастворенным кислородом в мышце кашалота?

4. Миоглобин кашалота имеет следующий аминокислотный состав:

а) Определите общий заряд ферромиогло- бина при pH 2, 7 и 9.

б) Определите изоэлектрическую точку миоглобина. Изоэлектрическая точка - это значение pH, при котором молекула не имеет заряда.

5. Раствор миоглобина обработан бромистым цианом.

а) Каковы продукты расщепления? Воспользуйтесь приведенной последовательностью аминокислот в молекуле миоглобина.

б) В водном растворе продукты расщепления содержат очень мало α-спирализованных участков. Как это характеризует стабильность α-спиралей в водной среде?

6. Связывание кислорода с миоглобином описывается простым выражением равновесия:

Mb + O₂ ⇄ MbO₂.

Пусть [Mb] - концентрация дезоксимио- глобина; [МbO₂]-концентрация оксимиоглобина; рO₂-концентрация О₂ (выраженная в виде парциального давления O₂); Р₅₀-это рO₂, при котором [Mb] = [МbO₂]. Составьте уравнение, аналогичное уравнению Хендерсона-Хассельбальха, где соотношение оксимиоглобина к дезоксимиоглобину было бы представлено как функция рO₂ и Р₅₀.

7. Константа равновесия К для связывания кислорода миоглобином равна 10^-6 М, причем К = [Mb] [O₂]/[МbO₂]. Константа скорости связывания O₂ с миоглобином составляет 2•10⁷М^-1 •с^-1.

а) Какова константа скорости отщепления O₂ от оксимиоглобина?

б) Какова средняя продолжительность существования оксимиоглобинового комплекса?

8. Светопоглощение А раствора определяется как

A = lg(/₀//),

где /₀ - интенсивность падающего света (на входе), а /-интенсивность прошедшего через раствор света (на выходе). Светопоглощение раствора зависит от молярного коэффициента светопоглощения (коэффициент экстинкции) е (размерность см^-1 • М^-1), концентрации с (в М) и длины светового пути I (в см):

А = elc.

Коэффициент экстинкции миоглобина для 580 нм составляет 15000 см^-1 М^-1. Каково светопоглощение раствора миоглобина в концентрации 1 мг/мл при длине светового пути 1 см? Какой процент падающего света проходит через раствор?