肌紅蛋白和血紅蛋白的異同

作為生物體主要色素來源的鐵卟啉(heme)是含有四個吡咯環(huán)和四個次甲基交替相連組成的大環(huán),是血紅蛋白及細胞色素等的輔基。由于四個吡咯環(huán)的共軛效應,使其性質(zhì)相對較穩(wěn)定。-CH=+=>卟啉第一頁，共二十五頁。卟啉化合物在紫外光照射下具有紅色熒光,而其還原型卟啉則不具有熒光。生物體內(nèi)在亞鐵螯合酶的作用下和亞鐵離子形成配合物—原血紅素(鐵原卟啉，protoheme）。第二頁，共二十五頁。圖4－3鐵原卟啉IX（原血紅素）鐵原卟啉是血紅蛋白、肌紅蛋白和細胞色素c中的輔基組成部分。第三頁，共二十五頁。Fe-protoporphyrinIX

（亞鐵原卟啉，即血紅素）Ironatomatcenter.Coordinatedto4N’sFe是八面體配位，有6個配位鍵，其中4個與4個卟啉環(huán)的N原子相連，另兩個垂直于該平面的軸分布在環(huán)的上下方。第四頁，共二十五頁。肌紅蛋白（Myoglobin，Mb）肌紅蛋白是哺乳動物體內(nèi)貯存和分送氧氣的蛋白質(zhì)。是由一條多肽鏈（脫輔基蛋白，即珠蛋白，globin）構成，有153個氨基酸殘基和一個血紅素（heme）輔基。分子量17800。第五頁，共二十五頁。Myoglobin153aa8helices(A-H)

,44x44x25?Role:O2transportintomuscle–O2fasterthanothertissues.O2haslowsolubilityinblood(10-4M).第六頁，共二十五頁。

肌紅蛋白是肌細胞中的一種蛋白質(zhì)，它與氧有很高的親和力，是肌肉中氧的貯存庫，肌肉活動時具有快速供氧的能力。第七頁，共二十五頁。MbuseshemetobindO2FeboundtoHis(F8)sidechain,andO2orCO2HisE7H-bondstoO2tostabilize.(CObindsmoretightlythanO2).E-7F-8第八頁，共二十五頁。MyoglobinBindshemepocket.Polargroupsexposedtosolvent,Non-polargroupsburied.第九頁，共二十五頁。第十頁，共二十五頁。第十一頁，共二十五頁。BlueBloodandRedBloodO2Oxyhemoglobinlow-spinFe2+OctahedralThemetalisintheplane.Deoxyhemoglobinhigh-spinFe2+SquarePyramidalDeoxyhemoglobin。Themetalisbelowtheplane.xyxz,yzz2x2-y2xyxz,yzz2x2-y2第十二頁，共二十五頁。第十三頁，共二十五頁。是使血液呈紅色的蛋白。是由珠蛋白、原卟啉和二價鐵離子(Fe2+)所組成的結(jié)合蛋白質(zhì)。血紅蛋白（hemoglobin，Hb）第十四頁，共二十五頁。血紅蛋白相對分子質(zhì)量66800，血紅蛋白的基本成分為珠蛋白和血紅素，含兩條α肽鏈兩條β肽鏈。α鏈上含141個氨基酸，β鏈上含146個氨基酸。順序一定，氨基酸替代會產(chǎn)生異常血紅蛋白，這種血紅素含量低、貧血乏氧。第十五頁，共二十五頁。Hemoglobin4subunits1,1,2,2.Formstwodimers.它由四條鏈（蛋白質(zhì)亞基）各結(jié)合一個輔基（血紅素）組成，兩條α鏈和兩條β鏈。每一條蛋白鏈和肌紅蛋白的結(jié)構相似。O2即結(jié)合于Fe2+上，Hb是氧的載體，與氧疏松結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO2)，這種氧合作用于氧分壓高時容易進行，于氧分壓低時易于解離。第十六頁，共二十五頁。第一個亞基與氧氣結(jié)合以后，促進第二及第三個亞基與氧氣的結(jié)合，當前三個亞基與氧氣結(jié)合后，又大大促進第四個亞基與氧氣結(jié)合，稱正協(xié)同效應。結(jié)合氧后由緊張態(tài)（T）變?yōu)樗沙趹B(tài)（R）。第十七頁，共二十五頁。中央空穴——BPG輔基（2，3——二磷酸甘油酸）裝配接觸與滑動接觸第十八頁，共二十五頁。異同MB&HB第十九頁，共二十五頁。HbandMbhaveverysimilarstructures第二十頁，共二十五頁。Hb和Mb有不同卻近似的序列

第二十一頁，共二十五頁。結(jié)構肌紅蛋白：只有三級結(jié)構的單鏈蛋白質(zhì)，易與氧氣結(jié)合，氧結(jié)合曲線呈直角雙曲線。血紅蛋白：具有４個亞基組成的四級結(jié)構，可結(jié)合４分子氧。在氧分壓較低時，與氧氣結(jié)合較難，氧結(jié)合曲線呈Ｓ狀曲線。第二十二頁，共二十五頁。功能肌紅蛋白存在于肌細胞中，肌紅蛋白的功能是儲備氧，只有當劇烈活動時血液輸氧不足以補償肌肉消耗而致局部氧分壓很低的情況下，才放出氧來應急。而血紅蛋白的功能是運輸氧，所以它既能在肺篩泡的高氧分壓條件下充分結(jié)合氧，又能在周圍組織的低氧分壓條件下將大部分氧釋放出來第二十三頁，共二十五頁。

大氣中CO2的分壓或體內(nèi)氫離子濃度升高導致pH的下降，可以降低血紅蛋白結(jié)合氧的親和力。這一現(xiàn)象稱波爾效應,具有重要的生理意義,因為當血液流經(jīng)周圍組織時局部CO2分壓較高，促進氧合血紅蛋白分