Молекулярные механизмы связывания серотонина молекулами гемоглобина с различным субъединичным составом

Рядом авторов показано формирование устойчивого комплекса между серотонином и различными белками, такими как каталаза, лактатдегидрогеназа и гемоглобин. Процесс комплексообразования находит отражение в изменении структурного состояния и функциональной активности последних. Однако характер и локализация образующихся при этом контактов между макромолекулой и биогенным амином, число стадий и последовательность реакций при их взаимодействии до настоящего времени остаются практически не исследованными. Для конкретизации представлений по этой проблеме нами были изучены структурно-функциональные свойства образцов оксигемоглобина человека с различной степенью ассоциации молекулы, модифицированных серотонином, при различных объемных соотношениях компонентов.

В ходе проведенных экспериментов установлено следующее:

1. Добавление серотонина к растворам тетрамерной формы гембелка индуцирует изменение положения и формы кривых диссоциации оксигемоглобина (КДО). Величина P₅₀ (парциальное давление кислорода, при котором гемоглобин насыщен лигандом на 50 %) при этом составляет 18,700,40 мм рт.ст., а константа Хилла (), характеризующая степень гем-гемового взаимодействия в олигомере, - 2,100,11.
2. Формирование комплекса белок-биогенный амин сопровождается изменением спектров поглощения в ИК-области, свидетельствующим о многофазности процесса комплексообразования и изменении вторичной структуры белковой глобулы.
3. Серотонин оказывает фотопротекторное действие по отношению к кислородсвязывающей способности гемоглобина, что находит отражение в восстановлении ее основных показателей до уровня немодифицированных (нативных) образцов.
4. Добавление серотонина к раствору димерной формы гемоглобина вызывает увеличение сродства гембелка к кислороду по сравнению с контрольным раствором димеров. Об этом свидетельствует снижение значения Р₅₀ до 6,230,56 мм рт. ст. Однако в данных условиях изменения степени кооперативного эффекта внутри димерной молекулы не наблюдаются (величина a составляет 1,490,08).
5. Присутствие серотонина в растворе димеров гемоглобина в соотношении 1 димерная молекула гемоглобина на 10 молекул биогенного амина не приводит к проявлению фотопротекторных свойств серотонина по отношению к кислородсвязывающей способности гембелка.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что формирование комплекса гемоглобин-серотонин при соотношении молекул компонентов в образцах до 1:10 осуществляется в апобелковой части гемопротеида в области контактов димеров типа ab. Повышение концентрации биогенного амина приводит к демаскированию дополнительных мест его присоединения на поверхности глобулы. Постулируемый другими авторами факт связывания серотонина с центральным атомом металла порфириновой группировки возможен лишь при структурных перестройках денатурационного характера апобелка (соотношения компонентов выше 1:100).