• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.01.2023
Александра Медведева
1 977

Ученые раскрыли тайну эффективности крокодильего гемоглобина

4.8

Возможность гемоглобина крокодила связывать и удерживать кислород определяется не фосфатами, как у большинство позвоночных, а бикарбонатами. Это позволяет этим рептилиям оптимально использовать кислород и долгое время оставаться под водой. Чтобы выяснить, как появился такой белок, ученые реконструировали гемоглобин современных и древних крокодилов, а также архозавров. Оказалось, что его эффект обеспечивают не отдельные мутации, а их сложные комбинации.

© Flickr / Автор: Никита Тарасов

Успех крокодила как высшего хищника заключается в его умении долго оставаться под водой, карауля свою жертву. Эту способность обеспечивает уникальная структура белка гемоглобина, который доставляет кислород из его легких в ткани с медленной, но постоянной скоростью. Уникальность крокодильего гемоглобина заставила ученых задаться вопросом, почему из всех позвоночных лишь этим рептилиям достался такой белок.

Чтобы ответить на этот вопрос, исследователи из Университета Небраски в Линкольне (США) воссоздали гемоглобин архозавра — последнего известного общего предка птиц и крокодилов, жившего 240 миллионов лет назад, а также общего предка современных крокодилов возрастом 80 миллионов лет. Оказалось, что такой уникальный гемоглобин появился лишь у крокодилов. Причем вместо нескольких ключевых аминокислотных замен его свойства обеспечивает 21 сложно взаимосвязанная мутация. Результаты исследования опубликованы в журнале Current Biology.

У большинства позвоночных способность гемоглобина захватывать и удерживать кислород определяется молекулами, известными как органические фосфаты. Именно они, присоединяясь к гемоглобину, заставляют его выпустить кислород. Однако у крокодилов и аллигаторов роль фосфатов играют бикарбонаты, образующиеся при распаде углекислого газа. Так как ткани в процессе жизнедеятельности производят много углекислого газа, образуется и бикарбонат. Его количество определяет то, как кислород будет распределен по организму, и гарантирует, что его получат ткани, которые больше всего в нем нуждаются.

Сравнение гемоглобинов архозавра и древнего крокодила помогло выявить изменения в аминокислотном составе белков. Чтобы проверить, какие из них имеют наибольшее значение, ученые добавляли определенные специфичные для крокодилов мутации в гемоглобин архозавра, и оценивали его функции.

Вопреки общепринятому мнению оказалось, что эволюционные изменения в реакции гемоглобина на бикарбонаты и фосфаты были вызваны различными наборами мутаций, так что усиление одного механизма не зависело от потери другого. Хотя нескольких аминокислотных замен было достаточно для исчезновения сайта связывания фосфатов, необходимо было множество других изменений, чтобы полностью устранить чувствительность гемоглобина к фосфатам. Примерно таким же образом две мутации, по-видимому, напрямую вызывают появление чувствительности к бикарбонату, но только другие белковые изменения позволили гемоглобину крокодилов стать настолько эффективным.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Сегодня, 11:50
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Сегодня, 08:33
Полина Меньшова

Чрезмерный или неконтролируемый просмотр порноконтента, как правило, связан с особенностями психологического и эмоционального состояния человека. Какие именно факторы вызывают потребность в видео «для взрослых», объяснили специалисты из Австралии.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

21 мая
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

27 апреля
Редакция Naked Science

Первый эпизод рассказывает об исследователе, который посещает различные планеты в поисках инопланетной жизни. Видео переведено на русский специально для Naked Science.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: