Молекулярные модели первичных процессов взаимодействия свободного гемоглобина с синтетическим ретинолом и его гомологами

С целью изучения первичных процессов взаимодействия белковых систем с синтетическим ретинолом₁ (-иононом, дегидролиналоолом (ДГЛ) и метилгептеноном (МГ) - промежуточными продуктами синтеза витамина А₁) на модельной системе "белок-реагент" была проведена серия опытов по изучению спектральных свойств водных растворов гемоглобина, модифицированного инклюзионными комплексами (ИК) (-циклодекстрин (-ЦД) - реагент. Для выявления характера структурных изменений гемоглобина регистрировали электронные спектры поглощения его водных растворов (С_Hb = 6,8·10^-6 моль/л) c ИК МГ (ДГЛ, b-ионон, ретинол) - (С_мод = 1·10^-8 - 1·10^-3 моль/л) на спектрофотометре "Specord UV VIS".

Анализ характера изменения спектральных свойств модифицированных растворов гемоглобина позволил установить, что на оптическую активность гема оказывает влияние преимущественно полярность карбонильной группы, а степень блокирования хромофорных участков ароматических аминокислот определяется суммарной полярностью и размером молекулы-реагента. Совокупность отмеченных свойств в молекуле b-ионона (, ароматический СH-радикал с активными центрами связывания по С_5-6 и С_7-8- атомам) предопределила его наибольшую активность, инициирующую переход HbO₂ в метформу, сопряженный с денатурацией белковой глобулы.

Динамика перехода системы Mod + HbO₂ в конечный продукт с образованием комплекса "Mod-MtHb" также определяется полярностью и размерами реагента (соотношения их величин обратны). Анализ зависимости скорости накопления конечного продукта от типа и концентрации модифицирующих агентов показал, что наибольшая активность индуцированного перехода HbO₂ в MtHb характерна для кетонов (). На основании сравнительного анализа распределения скоростей окисления гема и сопряженного перехода нативной формы белка в окисленную с денатурированной структурой установлено, что:

а) по суммарной химической активности, вызывающей изменения спектральных свойств растворов гемоглобина в условиях интоксикации (С_мод > 1·10^-5 моль/л), кетоны и спирты формируют следующий убывающий ряд:

б) по начальной скорости модификации спектров поглощения растворов гемоглобина:

На основании полученных данных нами предложены молекулярные модели химической модификации белка изопреновыми кетонами (I) и моно(ди)терпеновыми спиртами (II). Условно модель I представлена рядом последовательных реакций N-присоединения по карбонильной группе, а также по С_5-6 и С_7-8 атомам СН-радикала (-ионон). Возможные типы химического взаимодействия третичного монотерпенола ацетиленового ряда (ДГЛ) и ароматического ретинола с молекулой гемоглобина (II) представлены реакциями N-замещения по НО-группе, реакциями димеризации с гидроксилом тирозина, N-присоединения по С₅ атому карбонила ДГЛ, а также N-присоединения по С_5-6, С_7-8 и С_11-12 атомам дитерпенола. Предлагаемые модели (I, II) реакций химической модификации белковой молекулы условно отражают суммарный вклад отдельных типов изменений в процесс деструкции гемопротеида.