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:
Ala |
5 |
Gin |
5 |
Leu |
18 |
Ser |
6 |
Arg |
4 |
Glu |
14 |
Lys |
19 |
Thr |
5 |
Asn |
2 |
Gly |
11 |
Met |
2 |
Trp |
2 |
Asp |
6 |
His |
12 |
Phe |
6 |
Tyr |
3 |
Cys |
0 |
Ile |
9 |
Pro |
4 |
Val |
8 |
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?