关于肌红蛋白

关于肌红蛋白

一.简介

（myoglobin，MYO,Mb）

是由一条肽链和一个血红素辅基组成的结合

蛋白，是肌肉内储存氧的蛋白质，它的氧饱和曲

线为双曲线型。

肌红蛋白的基本知识：

肌红蛋白存在于肌肉中，心肌中含量特别丰富。抹香鲸肌红蛋白三级结构于1960年由Kendrew用X线衍射法阐明，这是世界上第一个被描述的蛋白质三级结。由于三级结构与蛋白质的生物学功能直接相关，而且三级结构的分析工作难度很高，所以这项工作获得学术界的高度评价。

二．肌红蛋白的本质和功能

1.本质：

肌红蛋白=一条多肽链+一个辅基多肽链：由153个氨基酸残基组成辅基：亚铁血红素辅基

分子量：16 700

形状：呈紧密球形，多肽链中氨基酸残基上的疏水侧链大都在分子内部,亲水侧链多位于分子表面,因此其水溶性较好。

三级结构

有8段α-螺旋区

每个α-螺旋区含7～24个氨基酸残基，分别称为A、B、C…G及H 肽段。

有1～8个螺旋间区

肽链拐角处为非螺旋区（亦称螺旋间区），包括N端有2个氨基酸残基，C端有5个氨基酸残基的非螺旋区，处在拐点上的氨基酸残基Pro, Ile, Ser, Thr, Asn等。极性氨基酸分布在分子表面，内部存在一口袋形空穴，血红素居于此空穴中。

血红素是铁卟淋化合物，它由4个吡咯通过4个甲炔基相连成一个大环，Fe2+居于环中。

铁与卟啉环及多肽链氨基酸残基的连接：铁卟啉上的两个丙酸侧链以离子键形式与肽链中的两个碱性氨基酸侧链上的正电荷相连。血红素的Fe2+与4个咯环的氮原子形成配位键，另2个配位键1个与F8组氨酸结合，1个与O2结合，故血红素在此空穴中保持稳定位置。2.功能：

把氧从血液肌内附近毛细管的血液，通过细胞膜运到肌细胞中，以氧合肌红蛋白形式暂时贮氧，并可携带氧在肌内中的运动，当肌肉急剧运动时就把氧释放出来，以保障肌内强烈代谢对氧的需要

3.肌红蛋白的氧化

肌红蛋白的这种构象非常有利于运氧和储氧功能，同时也使血红素在多肽链中保持稳定。但是过量运动、劳累、阳光辐射、空气污染、吸

烟、农药等会产生过量的自由基。自由基，化学上也称为“游离基”，是含有一个不成对电子的原子团。由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，而肌红蛋白是富氧链蛋白，更容易遭到自由基的攻击。遭到自由基的攻击从而引起多种疾病，如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤，与肌红蛋白被氧化存在着密切的关系。此外，更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。

抹香鲸肌红蛋白三级结构于来源于它的食物链密切相关。抹香鲸的食物为主食大型乌贼、章鱼、鱼类而乌贼、章鱼主要吃虾、蟹、等甲壳类动物和鱼类。根据2008年荷兰莱顿大学的科学家弗朗西斯科·布达（Francesco Buda）教授和他的实验小组成员，通过精确的量子计算手段发现熟透的虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等呈现出诱人的鲜红色的原因，是因为虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等都富含虾青素（英文称astaxanthin，简称ASTA），熟透的虾、蟹、三文鱼为代表鱼类等的天然红色物质就是虾青素。虾青素则是迄今为止人类发现自然界最强的抗氧化剂，其抗氧化活性远远超过现有的抗氧化剂。虾青素的抗氧化比较是天然VE的1000倍，天然β- 胡萝卜素的10倍，葡萄籽的17倍，黄体素的200倍，OPC的150倍，Q10的60倍，茶多酚的200倍，硫辛酸的75倍，番茄红素的7倍。因为三级结构肌红蛋白是抹

香鲸在深海生存的必要条件，抹香鲸热衷于大型乌贼、章鱼、鱼类等的食物不是它喜欢不喜欢的问题，而是必须要摄入更多的虾青素，以保证肌红蛋白三级结构稳定而不被氧化。与大王乌贼拼得你死我活，其本质就是互相争夺对方的虾青素资源，以利于自己能够在深海中长期生存下去。

三．与血红蛋白的不同

1. 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。

2.结构上的不同：

肌红蛋白是一条肽链和一个血红素辅基构成的单链蛋白。这条肽链包含153个氨基酸，其中77%的氨基酸呈α-螺旋构象，在整个肽链中形成8个α-螺旋片段，未形成α-螺旋的松散肽链则形成拐弯，把这8个肽段连接起来，使得这条蛋白质肽链盘绕成一个球状结构，这个球状结构是外圆中空的，因为具有极性的氨基酸残基几乎全部分布在分子表面，可与水接合，使得肌红蛋白具有可溶性，而非极性残基分布在分子内部，使得内部呈一个疏水空腔，在这个空腔里埋有一个血红素辅基。血红蛋白则是由4个亚基（）组成德寡聚蛋白，其中α-亚基的肽链包含141个氨基酸，β-亚基的肽链含有146个氨基

酸，每个亚基具有和肌红蛋白相似的结构，即亚基中的肽链也都形成外圆中空的球状结构，内连一个血红素辅基，然后血红蛋白的4个亚基再通过非共价键结合在一起，组成一个大致为四面体的四级结构。由此可见，肌红蛋白和血红蛋白结构上的不同之处是，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具有相同的结构，即都是外圆中空的三级结构。

3.功能上的差异

功能是由结构决定，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不仅在血液中起着载氧的作用，能把氧从肺部通过血液循环运到全身各处；同时也在运载C和中起作用，能把各组织代谢产生的C运送至肺部。而肌红蛋白的功能则是把氧从血液肌内附近毛细管的血液，通过细胞膜运到肌细胞中，以氧合肌红蛋白形式暂时贮氧，并可携带氧在肌内中的运动，当肌肉急剧运动时就把氧释放出来，以保障肌内强烈代谢对氧的需要。

4. 运载级的特性不一样

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变构蛋白，而肌红蛋白不是。这主要表现在以下三个方面：