МЕДНАЯ КРОВЬ

Наука » Химия
В холодных водах Перуанского течения в Тихом океане обитает кальмар Dosidicus gigas. Его сигарообразное те­ло вместе со щупальцами достигает в длину 3,5 м, а масса гиганта может пре­вышать 150 кг. Мощные мышцы выбра­сывают струю воды с силой, с какой она бьёт из пожарного рукава, благодаря чему кальмар способен двигаться со скоростью до 40 км/ч. Клювом, очень крепким и острым, он может перебить стальной кабель. По свидетельству оче­видцев, кальмар буквально в клочья раз­дирает 20-килограммовую рыбину. Этот свирепый хищник очень опасен и для человека. В книге Фрэнка Лейна «Цар­ство осьминога» утверждается, что «че­ловек, упавший за борт в местах, где обитает много кальмаров, не проживёт и полминуты».

Чтобы «зарядиться» энергией, это­му обитателю океана требуется много кислорода — не менее 50 л в час. По­ступающий из морской воды кислород разносится по телу кальмара с помощью особого белка, содержащего медь, — гемоцианина (от греч. «гема» — «кровь» и «кианос» — «лазурный», «голубой»).

Стоит заметить, что в крови позво­ночных кислород «транспортируют» атомы железа в составе гема — особой сложной молекулы, которая входит в со­став белка гемоглобина. Им буквально нашпигованы красные кровяные клет­ки — эритроциты. Молекула гемоглоби­на содержит четыре гемовых фрагмен­та, каждый из которых способен связать молекулу кислорода. В отличие от гемо­глобина, в гемоцианине атомы меди не­посредственно связаны с белковыми молекулами, которые не включены ни в какие клетки, а свободно «плавают» в крови. Зато одна молекула гемоцианина способна связать до 200 атомов ме­ди. И ещё одна особенность гемоцианина — его молекулы имеют огромные да­же для белков размеры. У «обычных» белков, входящих в состав яиц, молока, мышц, молекулярная масса колеблется в пределах от 6 тыс. до 1 млн., а моле­кулярная масса гемоцианина может достигать 10 млн.! Это один из самых крупных белков; больше по размеру и массе только белковые комплексы у ви­русов.

Гемоцианин — очень древний бе­лок. Он устроен проще, чем гемогло­бин и не так эффективен. Тем не ме­нее при малом содержании кислорода в морской воде гемоцианин довольно успешно снабжает им ткани холодно­кровных животных. Так, давление кис­лорода в жабрах лангуста составляет всего 7 мм рт. ст. (930 Па), а в тка­нях — 3 мм рт. ст.; причём концентра­ция этого газа в крови лангуста в 20 раз выше, чем в морской воде.

Кроме кальмаров, кислород пере­носится «голубой кровью» также у де­сятиногих ракообразных (омары, кра­бы, креветки). Гемоцианин найден у всех головоногих моллюсков (осьми­ноги, кальмары, каракатицы), разнооб­разных улиток, пауков и др. А вот у морских гребешков, устриц и других двустворчатых моллюсков его нет.

Количество гемоцианина в крови может быть самым разным. Так, у шу­стрых осьминога и мечехвоста (мор­ское животное типа членистоногих) концентрация этого необычного белка доходит до 10 г в 100 мл крови — поч­ти столько же гемоглобина в крови че­ловека. В то же время, у малоподвиж­ного съедобного моллюска морское ушко Haliotis tuberculata в 100 мл кро­ви всего 0,03 г гемоцианина. Это и по­нятно: чем более активно животное,

чем больше кислорода необходимо ему для восполнения энергетических затрат, тем выше в крови концентрация белка, переносящего кислород.

Гемоцианин был открыт в 60-х гг. XIX в., когда биологи заметили, что кровь головоногих моллюсков при про­хождении через жабры окрашивается в голубой цвет. А в 1878 г. бельгийский физиолог Леон Фредерик доказал, что голубой цвет вызван реакцией кислоро­да с медьсодержащим белком, который он назвал гемоцианином. Когда послед­ний теряет кислород, он, в отличие от гемоглобина, становится бесцветным. Примечательно, что всю работу по изучению нового белка Фредерик вы­полнил в течение одного дня.

Из гемоцианина нетрудно полно­стью извлечь медь. Для этого достаточ­но обработать белок в отсутствие кис­лорода реактивом, который прочно связывается с ионами одновалентной меди. Таким же способом можно опре­делить содержание мели в гемоциани­не. Лишённый этого металла, он теря­ет способность переносить кислород. Но если потом ввести в раствор белка ионы Cu+, гемоцианин восстанавлива­ет свою физиологическую активность. Так было доказано, что в отсутствие кислорода медь гемоцианина находит­ся в степени окисления +1. При избыт­ке же этого газа происходит частичное окисление металла. При этом всегда на одну связанную гемоцианином молеку­лу кислорода приходится два атома ме­ди. Таким образом, кислород окисляет ровно половину атомов меди. Это ещё одно отличие гемоцианина от значи­тельно более распространённого в жи­вотном мире гемоглобина, в котором все атомы железа равноценны и имеют заряд +2 как в свободном состоянии, так и в комплексе с кислородом.


Источник: Мир Энциклопедий Аванта+
Авторы: Андрей Дроздов, Илья Леенсон, Дмитрий Трифонов, Денис Жилин, Александр Серов, Андрей Бреев, Андрей Шевельков, Вадим Ерёмин, Юлия Яковлева, Оксана Рыжова, Виктория Предеина, Наталья Морозова, Алексей Галин, Сергей Каргов, Сергей Бердоносов, Александр Сигеев, Оксана Помаз, Григорий Середа, Владимир Тюрин, Антон Максимов, Вячеслав Загорский, Леонид Каневский, Александр Скундин, Борис Сумм, Игнат Шилов, Екатерина Менделеева, Валерий Лунин, Абрам Блох, Пётр Зоркий, Александр Кури, Екатерина Иванова, Дмитрий Чаркин, Сергей Вацадзе, Григорий Серела, Анастасия Ростоцкая, Александр Серое, Анастасия Сигеева
Авторское право на материал
Копирование материалов допускается только с указанием активной ссылки на статью!

Похожие статьи

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.