Транспорт газов

Большинство тканей для поддержания своего окислительного потенциала постоянно снабжаются молекулярным кислородом (О₂). Из-за плохой растворимости О₂ связывается и транспортируется в крови гемоглобином. Свойства Нb таковы, что он не только обеспечивает транспорт кислорода, но и создает благоприятные условия для связывания О₂ в легких и передачи его тканям.

Если фермент реагирует на эффекторы (субстрат, активатор или ингибитор) повышением или понижением активности благодаря конформационным изменениям, то в этом случае говорят об аллостерической регуляции. Аллостерические ферменты являются, как правило, олигомерами, состоящими из нескольких субъединиц, которые взаимно влияют друг на друга.

Гемоглобинне является ферментом и имеет все признаки аллостерического белка. Он связывает и отдает кислород неизмененным. Его эффектором служит кислород, который как положительный гомотропный эффектор с повышением концентрации увеличивает константу связывания. Кривая насыщения гемоглобина О₂имеет ярко выраженный сигмоидальный характер (2, кривая 2). Для сравнения приведена не сигмоидальная кривая насыщения мышечного белка миоглобина (2, кривая 1). Миоглобинпохож по структуре на гемоглобины, но, являясь мономером, не обнаруживает аллостерических свойств.

Гемоглобин участвует также в транспорте диоксида углерода (СО₂) от тканей к легким. Примерно 5% образующегося в тканях СО₂ ковалентно связываются с N-концом гемоглобина и транспортируется как карбамино-НЬ. Около 90% СО₂ превращается в более растворимый гидрокарбонат (НСО_з^-). В легких из него снова регенерируется СО₂, который выводится легкими.

Высокая концентрация СО₂, существующая в тканях с интенсивным обменом веществ, увеличивает локальную концентрацию Н⁺ и снижает сродство гемоглобина к О₂ (эффект Бора). Это ведет к усиленному освобождению О₂ и вместе с тем к лучшему снабжению кислородом.

Без катализатора равновесие между СО₂ и НСО_з^- устанавливается относительно медленно. В эритроцитах эта реакция ускоряется карбонат-дегидратазой («карбоангидразой»), присутствующей в достаточно высокой концентрации.