肌红蛋白和血红蛋白异同

大气中CO2的分压或体内氢离子浓度升
高导致pH的下降，可以降低血红蛋白结合 氧的亲和力。这一现象称波尔效应,具有重 要的生理意义,因为当血液流经周围组织时 局部CO2分压较高，促进氧合血红蛋白分子 释放O2，生成的脱氧血红蛋白分子可与 CO2结合。 当血液流经肺部时,CO2的释放
促使脱氧血红蛋白与氧的亲和力增加，从而
肌红蛋白（Myoglobin，Mb）
• 肌红蛋白是哺乳动物体内贮 存和分送氧气的蛋白质。
• 是由一条多肽链（脱辅基蛋 白，即珠蛋白，globin）构 成，有153个氨基酸残基和 一个血红素（heme）辅基。 分子量17800。
Myoglobin
•153 aa •8 helices (A-H) , 44x44x25 Å •Role: O2 transport into muscle –O2 faster than other tissues. •O2 has low solubility in blood (10-4 M).
CH2 CH
CH3
H 3C
HC
CH2
N
N
Fe
H 3C
N
N
CH3
H 2C
CH2
CH2
CH2
COOH
COOH
图4－3 铁原卟啉IX（原血红素）
铁原卟啉是血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素c中的辅基组成部分。
Fe-protoporphyrin IX （亚铁原卟啉，即血红素）
•Iron atom at center. Coordinated to 4 N’s •Fe是八面体配位，有6个配 位键，其中4个与4个卟啉环 的N原子相连，另两个垂直 于该平面的轴分布在环的上 下方。
C HC H2
N
Fe N
C H3
(C H 2 )2 C O O H C H 2 C H 2 C O O H N
HN
O2
C HC H2
C H3
N
O O
N
Fe
N
N
C HC H2 C H3
The metal is in the plane.
(C H 2 )2 C O O H C H 2 C H 2 C O O H N
Hemoglobin
•4 subunits 1, 1, O2,即结2. 合Fo于rmFse2t+w上o d，imHebr是s.氧的载体， 与氧疏松结合形成 •氧它合由血四红条蛋链白（蛋白 质个组(作H亚辅成用bO基基于，2)）（氧两，血分各条这红压结α种链素高合氧和）时一合两 条容β易链进。行每，一于条氧蛋分白 链构压和相低肌似时红易。 蛋于白解的离结。
Hb 和 Mb有不同却近似的序列
结构
肌红蛋白：只有三级结构的单链蛋白 质，易与氧气结合，氧结合曲线呈直 角双曲线。 • 血红蛋白：具有４个亚基组成的四级 结构，可结合４分子氧。在氧分压较 低时，与氧气结合较难，氧结合曲线 呈Ｓ状曲线。
功能
肌红蛋白存在于肌细胞中，肌红 蛋白的功能是储备氧，只有当剧烈活 动时血液输氧不足以补偿肌肉消耗而 致局部氧分压很低的情况下，才放出 氧来应急。而血红蛋白的功能是运输 氧，所以它既能在肺筛泡的高氧分压 条件下充分结合氧，又能在周围组织 的低氧分压条件下将大部分氧释放出 来
•(CO binds more tightly than O2).
Myoglobin
•Binds heme pocket. •Polar groups exposed to solvent, Nonpolar groups buried.
Blue Blood and Red Blood
H 3C
• 肌红蛋白是肌细胞中的一种蛋白 质，它与氧有很高的亲和力，是 肌肉中氧的贮存库，肌肉活动时 具有快速供氧的能力。
Mb uses heme to bind O2
E-7 F-8
•Fe bound to His (F8) side chain, and O2 or CO2
•His E7 H-bonds to O2 to stabilize.
• 第一个亚基与氧气结合以后，促进第 二及第三个亚基与氧气的结合，当前 三个亚基与氧气结合后，又大大促进 第四个亚基与氧气结合，称正协同效 应。结合氧后由紧张态（T）变为松弛 态（R）。
• 中央空穴——BPG辅基（2，3——二磷酸 甘油酸）
• 装配接触与滑动接触
异同 MB & HB
Hb and Mb have very similar structures
Deoxyhemoglobin high-spin Fe2+
Square Pyramidal Deoxyhemoglobin。
The metal is below the plane.
Oxyhemoglobin H 3 C low-spin Fe2+ Octahedral
C HC H2 N
C H3
N
HN
x2-y2 z2 xz, yz xy
x2-y2 z2
xz, yz xy
血红蛋白（hemoglobin，Hb）
• 是使血液呈红色的蛋白。 • 是由珠蛋白、原卟啉和二
价铁离子(Fe2+)所组成的 结合蛋白质。
• 血红蛋白相对分子质量66 800，血红蛋 白的基本成分为珠蛋白和血红素，含两 条α肽链两条β肽链。α链上含141个氨 基酸，β链上含146个氨基酸。顺序一 定，氨基酸替代会产生异常血红蛋白， 这种血红素含量低、贫血乏氧。
肌红蛋白 与 血红蛋白 的异同
卟啉
作为生物体主要色素来源的铁卟啉( heme) 是含有四个吡咯环和四个次甲基交替相连组成的 大环 ,是血红蛋白及细胞色素等的辅基。由于四 个吡咯环的共轭效应,使其性质相对较稳定。
2
α
3
+ -CH=
1
NH N
4
=> δ
β
N H
8
N HN源自文库
5
7γ
6
卟啉化合物在紫外光照射下具 有红色荧光,而其还原型卟啉则不具 有荧光。生物体内在亚铁螯合酶的 作用下和亚铁离子形成配合物—原血 红素(铁原卟啉，protoheme）。
有更多的氧合血红蛋白生成。肌红蛋白则无 此效应。
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