Учёные обнаружили скрытый этап отделения угарного газа от гемоглобина

Структуры и абсорбционные свойства α и β субъединиц человеческого HbCO. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63092-z

Исследователи совершили революционное открытие о гемоглобине — белке, отвечающем за перенос кислорода по организму. Результаты бросают вызов десятилетним научным представлениям и предоставляют новые данные о фундаментальных биологических процессах.

Учёные обнаружили, что угарный газ (CO) отделяется от гемоглобина как минимум в два различных этапа, опровергая давнее убеждение, что этот процесс происходит в одно событие.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, представляет первые прямые экспериментальные доказательства множественных путей отсоединения CO от гемоглобина.

Открытие особенно значимо, поскольку гемоглобин является одним из важнейших белков в природе и ключевым компонентом крови.

Прорыв стал возможен благодаря передовым спектроскопическим методикам Центра лазерных установок, управляемого Советом по науке и технологиям (STFC).

Исследователи изучали процесс разрыва связи CO-гемоглобин, называемый фотодиссоциацией, используя лазерные импульсы для отделения угарного газа и анализируя последующие процессы.

Команда идентифицировала ранее неизвестный более медленный этап отделения, который происходит примерно через 15 пикосекунд после хорошо документированного сверхбыстрого разделения, происходящего менее чем за 50 фемтосекунд.

Вместо простого одномоментного удаления CO исследователи обнаружили два отдельных события, включая дополнительный путь разрыва связи между атомом железа гемоглобина и переносимой им малой молекулой.

Это открытие разрешает продолжающиеся научные дебаты о механизме фотодиссоциации CO от железосодержащего гема. Оно также предлагает новые данные в динамику белков — критический фактор понимания того, как белки функционируют в живых системах.

Доктор Игорь Сазанович объясняет значимость: «Это открытие углубляет наше понимание ключевого фундаментального процесса в химии и биологии — разрыва и образования связей между лигандами и белками».

«Эта работа поможет другим исследователям лучше понять, как работают биологические процессы и белки, чтобы они могли разрабатывать новые лекарства и находить новые способы лечения заболеваний».

Исследование проводилось учёными из Центра лазерных установок STFC, Института физики и Института биоорганической химии в Минске, а также Университета Шеффилда.

Больше информации: Sergei V. Lepeshkevich et al, Direct observation of two-channel photodissociation of carbon monoxide from the hemoglobin subunits, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63092-z