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1、淮阳教育研究199峨年第‘期谈血红蛋白和肌红蛋白的异同陶令霞赵俊杰:,高等脊椎动物内的载氧体有两大类一类是在血液中能运载氧的血红蛋白一类是肌肉中的肌红蛋白。在一般的生物化学课本中,只简单谈了二者的结构,对其它述及很少。其实血红蛋白和,、,,肌红蛋白无论在结构上还是在功能载氧特性上都有很大的相似性也有本质的不同,。本文就此作以比较以供参考一、所处部位的不同血,。红蛋白包含在血液的红血细胞中而肌红蛋白则位于肌肉的肌细胞中二、结构上的相似,。首先肌红蛋白是由一条肤链和一个血红素辅基构成的单链蛋白这条肚链包含153个氨,一,一,一基酸Q
2、在整个肚链中共形成8个a螺旋片段u螺旋其中7%的氨基酸呈螺旋构象末形成,,的松散肤链则形成拐弯8;使这条蛋白质肤链盘绕成一个球状结构把这个肤段连接起来这个,,球状结构是外圆中空的因为具有极性的氮基酸残基几乎全部分布在分子表面可与水结,,而,,合使肌红蛋白成为可溶性非极性残基分布在分子内部使内部呈一个疏水空穴在这个空,。,穴里埋有一个血红素辅基(图1一a)血红素由原叶叶琳环和一个铁原子组成铁原子为2(b)图1、马血红蛋日一链(b)和抹香鲸肌红蛋白(a)的结构,,,,价位于叶琳环中央它有6个配位键其中d个与叶琳环平面N结合两个与叶啡
3、环平面垂,,,直当血红素辅基垂直插入肤链疏水空穴时第五个配位键连在肤链的组氨酸上另一个键将与氧结合(图2)。”卯卜陇亡口0,.咖取媛钟蜘养粉部侈示巴3血红蛋巴的四全咬站六.,一,血红蛋白则是由心个亚基(吸氏)组成的寡聚蛋白其中a亚基的肚链包含141个氨基酸日,,亚基的肤链含146个氨基酸每个亚荃具有和肌红蛋白相似的结构即亚基中的肚链也都形成,,,外圆中空的球状结构内连一个血红素辅基(图1一b)然后血红蛋白的4个亚基再通过非共,组3)。价键结合在一起成一个大致为四面体的四级结构(图,:,由此可见肌红蛋白和血红蛋白结构上的不同之处是
4、肌红蛋白是单链蛋白血红蛋白是。:由四个亚基组成的寡聚蛋白相同之处是血红蛋白的每个亚基和肌红蛋白都具有相同的三级结构。、:三功能上的差异,,:功能是由结构决定的由于血红蛋白的结构比肌红蛋白复杂所以显示了较多的功能它,能把氧从肺部;不仅在血液中起着载氧体的作用通过血液循环运到全身各处同时也在运载:十,:。co和H中起作用能把各组织代谢产生的co运至肺部而肌红蛋白的功能则是把氧从血,,,液(肌肉附近毛细血管的血液)通过细胞膜运到肌细胞中以氧合肌红蛋白形式暂时贮氧并,,可携带氧在肌肉中运动当肌肉急剧运动时就把氧释放出来以保障肌肉强烈代谢
5、对氧的需要。四、运载氧的特性不一样,,血红蛋白和肌红蛋白虽然都有载氧功能但载氧时所表现的特性不一样原因在于血红蛋,。:白是种变构蛋白而肌红蛋白不是这主要表现在以下三个方面1、::,,0与血红蛋白结合后促进更多的0与同一血红蛋白分子结合也就是说氧与血红蛋,,:。白的结合是协作进行的相反0与肌红蛋结合并不协作进行这从二者的氧离解曲线(图的,Z,可以看出对于任何给定的Po(氧分压)肌红蛋白的Y(氧合部位的占有率)总比血红蛋白的高,即肌红蛋对氧的亲合性比血红蛋白高,但肌红蛋白的氧离解曲线是双曲线,而血红蛋白的,。,ss形意味着血红蛋白结
6、合氧的协作效应为什么能协作进行?血红是形的深入的研究表明蛋白在完成其功能的过程中,。在缺氧的地方,其四级结构发生有利变化(如静脉血中)血红蛋·26·白由,于亚基之间一些带相反电荷的基团形成的盐健而处于钳制状态使氧不能和血红素结合,,(图a;5一)所以在需氧组织里可快速脱下氧而在氧极丰富的肺里当一个亚基的血红素辅基,,,。:与结合时亚基间的盐键断裂血红蛋白处于松驰状态使其它亚基变得也易于和氧结合,.,(图5一b)从而能迅速地将氧运走四级结构的变化保征了血红蛋白运载氧的功能使呼吸作用高效进行。玉九i碑针l名吐分子盐键破坏肌红蛋白护
7、、卜匆0.5碌之血红蛋白O,O20扣月050po:(Torr)血红蛋白亚签(n)(b)田扒红蛋白和血红蛋自的坡离解曲线。图占上红蛋白四级篇构的两种减大衣十、。,2在很广的范围内以及CO:的变化都对肌红蛋白结合氧无影响但在血红蛋白中酸PH,度会增加其脱氧倾向;增加:浓度(在不变的PH下)也会隆低其对氧的亲合性在代谢迅速co,,。的组织如收缩的肌肉中会产生不少:和酸在这样代谢活跃组织的毛细血管中co:和H十co,以满足其对。的高水平存在将促进氧从氧合血红蛋白中脱去氧的高需求3、血2.3(D)调节。因为G,红蛋对氧的亲合性要受二磷酸甘
8、油酸PGDP是小分子物质—,,而在血红蛋白上至少有两个部位可以结合这些小分子物质当DPG与血红蛋结合时会使血,.红蛋白的紧张型(T型)趋于稳定从而降低血红蛋对氧的亲合性而DpG对肌红蛋白的氧亲合性并无影响.:参考书目,,,。《生物化学》沈同王镜岩主编高等教育出版
