опротеинов (гемоглобинов, міоглобіну, цитохромів та ін.).
Схема 1.
H2S взаємодіє з гемом, переважно координуючись на тривалентне залізо (FeIII), утворюючи стабільний FeIII-SH2 комплекс Можливе утворення і FeII-SH2 комплексу, який є проміжним з'єднанням, швидко переходить в двовалентного заліза (FeII) (див. Схема 1. ). H2S також може реагувати з оксигенированную гемом (FeII-O2), з утворенням FeIII-SH2, найімовірніше нуклеофілів пов'язаного супероксида. Реакція H2S з гемом також може змінити його структуру, з утворенням сульфгем-комплексів [3, 4, 5].
4. Сульфгемоглобін і сульфміоглобін
сульфіт-гемпротеіди - група гемпротеідов, в яких як простетичної групи виступає сульфгем , отриманий в результаті аналогічних реакцій протогема з H2S [6]. Дане взаємодія призводить до конверсії гемоглобинов в білок яскраво-зеленого кольору з характерними смугами поглинання в оптичних спектрах 618 - 620 нм (Рис. 5).
Рис. 5. ЕСП сульфгемоглобіна
Представниками даної групи є сульфгемоглобін і сульфміоглобін - неактивні форми дихальних білків зеленого кольору. Вперше були виявлені в 1863 році Хоуп-Сейлер, який спостерігав утворення зеленого пігменту при впливі на білки H 2 S в присутності кисню [7].
Вище було зазначено, що за колір хромопротеидов відповідає їх простетичної група, роль якої в гемоглобіні грає гем. Тому відповідь про наявність яскраво-зеленого забарвлення cульф-гемпротеідов слід шукати в структурі сульфгема.
4.1 Сульфгем. Будова
Незважаючи на те, що освіта сульфіт-гемпротеідов було виявлено ще в 1863 році, довгий час точна структура їх простетичної групи (сульфгема) була невідома. Однак було відомо, що зміна цвета викликає наявність додаткового атома S в структурі гема. З плином часу були запропоновані різні його модифікації (Мал. 6).
Структура Fe-S (Мал. 6, 1 ) була виключена, оскільки наявність сірки як ліганда не призводить до зміни спектра у видимій області. Так само став відомий той факт, що сульфгем здатний зв'язувати ряд екзогенних лігандів (ціан, гідроксид, оксид вуглецю), але при цьому все ж зберегли характерний зелений колір. Зміна кольору гема дає зрозуміти, що було порушено сполучення системи внутрішнього ядра? електронів порфіринового макроциклу. Тому також була виключена модифікація тільки заступників (Мал. 6, 2 ), які є аналогом тіолових Гематопорфірин. Знаходження атома S в позиції мезо (Мал. 6, 3 , або таутомер 4 ), також малоймовірно, оскільки оксо - (oxophlorins ) або тіафлоріни (thiaphlorins) з сіркою не мають схожих видимих ??спектрів до сульфгему. Пізніше було встановлено, що видимий спектр сульфгема найбільш схожий на феррохлорін. Феррохлорін - ферропорфірін, в якому один з піролів є пірроліном (частково насичений по подвійному зв'язку пірол). Таке сполучення макро-кільця було доведено ЯМР-дослідженнями, які так само показали, що один атомом S ковалентно зв'язується з гемом, утворюючи сульфгем (Berzofsky і співавт., 1972а). Відсутність включення тритію, здавалося, виключає структруру 5 . Основним каменем спотикання в характеристиці сульфгема стала його крайня нестабільність, при відщеплення від білка. Незважаючи на це, сульфіт-гемпротеіди є досить стабільними білками, витягнутий сульфгем швидко розкладається до протопорфирина IX. Структура (Рис. 6, 6 ) епі сульфіду виявилася найкращою з усіх розглянутих гіпотез для пояснення структури сульфгема, оскільки виявилося, що це хлорин містить один атом S, імовірно в досить напруженою частини, яка зовнішні по відношенню до білка може повернутися до вихідного порфірину [8].
Рис. 6. Передбачувані модифікації сульфгема
Ключовим проривом стало відкриття, що сульфгем, існує різних формах. Це було вперше виявлено ЯМР-дослідженнями сульфміоглобіна (Timkovich і Вавра, 1985). Передбачається, що першим продуктом модифікації гема є кінетично доцільний вид 1 (Мал. 7), який поступово переходить у термодинамічно більш стабільну форму з плином часу (Мал. 7, 2 ). Третя форма 3 утворюється шляхом циклізації в кільці піролу У 4-вініл групи з одним атомом S з утворенням 5-ти членного циклу - 2,5 - дігідротіофена. Слід зазначити, що в освіті сульфгема важливу роль відіграє гистидинового залишок активного центру гемоглобіну - дистальний гістидин, не пов'язаний безпосередньо з атомом заліза (Рис. 7) [3], [9].
Рис. 7. Активний центр міоглобіну, пов'язаний з киснем (ліворуч) і сульфміоглобін (праворуч)
Таким чином, можна зробити висновок про неоднорідність будови сульфгема.
Рис. 8. Структура сульфг...
