1-2典型蛋白质结构分子的功能和代谢-肌红蛋白

肌红蛋白辅基－血红素
原卟啉IX与Fe的络合物 －铁原卟啉称之为血红素。
血红素中心的Fe应当有6 个配位健，其中4个是与 四个吡咯环上的N形成的， 另外两个配位健位于卟啉 环平面上下。 Fe可以是Fe2＋或Fe3＋， 相应的血红素分别称为亚 铁血红素和高铁血红素。 但只有亚铁血红素才能结 合氧。
血红素中 Fe的配位
典型蛋白质结构分子的功能与 代谢
肌红蛋白
肌红蛋白是第一个被确定具有三级结构的蛋白质
鲸鱼肌红蛋白是
由153个氨基酸残 基组成的，另外 含有一个血红素。 它的三级结构是 由一簇八个-螺 旋组成的，螺旋 之间通过一些片 段连接。
结构的首次发现

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。
6 超高or低温:内外因性体温过高or低;烧伤;麻醉诱发 的恶性高热 7 药物:羟甲基戊二酰辅酶- A 还原酶抑制剂;氯贝丁酯; 吉非贝齐;苯扎贝特;抗胆碱药;琥珀酰胆碱;异丙嗪; 苯海拉明;多西拉敏;鬼臼脂;硫唑嘌呤;阿糖胞苷;α2 干扰素;秋水仙碱;胺碘酮;柳胺苄心定;氧烯洛尔;奎 尼丁;单胺氧化酶抑制剂;排钾利尿剂;茶碱;链激 酶;62氨基己酸;血管加压素;维库溴铵;泮库溴铵;西 米替丁;法莫替丁;非甾体类抗炎药;环孢素;青霉胺; 苯妥英钠;鸦片制剂;纳洛酮;克塞平;二乙麦角酰胺; 苯环利定;士的宁;巴比妥类;吩噻嗪;噻吨类;苯二氮 艹卓类;芬氟拉明;派迷清;左旋多巴;锂剂; 特布他林; 苯丙胺;咖啡因; 甘草;左氟沙星;两性霉素;异烟肼;复 方新诺明;伊曲康唑;尼克酸;蚕豆;毒蕈;乙醇;甲醇;甲 苯;砷剂;铬剂;氯化汞;四氯化碳;一氧化碳;乙二醇;汽 油;除草剂;去污剂;染料;蛇or蜘蛛or大黄蜂or蜜蜂毒 液
病
因
从直接肌肉损伤到先天性肌细胞代谢异 常的很多原因均可导致RML。各种病因的致 病机制可能相互重叠.以下为各种病因总结及 文献报道的病因举例： 1 肌疲劳:过度训练(如行军性肌红蛋白尿) ;癫 痫持续状态;谵妄;精神病;破伤风;哮喘持续状 态;长时间肌阵挛;肌张力障碍;键盘操作;舞蹈 病;狂欢.
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。
2 电损伤:雷电或高压电击伤;电休克治疗;心脏 电复律 3 挤压伤:重物挤压;假挤压伤(暴力损伤如拷 打) ;手术体位(长时间截石位、侧卧位) ;被动 体位(昏迷、醉酒时自身体质量压迫) ;抗休克 充气外衣治疗 4 肌缺血缺氧:动脉阻塞;播散性血管内凝血;糖 尿病血管并发症;肌隔室综合征;镰状细胞病; 心房黏液瘤;空气栓塞;溺水 5内分泌代谢异常糖尿病酮症;糖尿病非酮症高 渗状态;肾小管性酸中毒;低钾血症;高/低钠血 症;低磷血症;甲状腺功能低下; 胰腺炎.


2 高肌红蛋白血症使得肌红蛋白滤过进 入肾小管，在酸性环境下解离为铁色素 和铁蛋白，因铁色素过氧化反应时自由 基增多而直接损伤肾小管上皮细胞 3 有研究显示肌红蛋白还可能抑制近端 小管细胞的再生

横纹肌溶解症

“龙虾门”是一系列偶然因素的集合，有 可能是大雨后流入市场的南京周边家禽 池塘龙虾，经过强力化学品洗涤后，龙 虾脏器内的药物残留和洗虾粉产生螯合 反应，由此产生的螯合物引起了横纹肌 溶解症。
横纹肌溶解症 (rhabdomyolysis ,RML)

横纹肌溶解症(rhabdomyolysis ,RML) 是 指任何原因引起的广泛横纹肌细胞坏死。 其直接后果是肌细胞内容物外漏至细胞 外液及血液循环中,并可导致急性肾衰竭 (ARF) 、电解质紊乱等一系列并发症,有 时病情凶险预后差。
结合氧的部位
血红素辅基
第5个部位来 自蛋白的第 93位His
Leabharlann Baidu


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。


在诸多外漏的细胞内容物中,肌红蛋白在ARF 发病中的作用最早受到重视: 1 肌红蛋白是一种分子量为17500道尔顿包 含175个氨基酸的多肽链，横纹肌溶解发生后， 大量肌红蛋白入血，短时间内产生大量肌红 蛋白管型，肾小管堵塞造成小管内压力增高， 从而使肾小球有效滤过压降低，滤过率降低， 出现少尿性ARF
8 感染 9免疫疾病:多发性肌炎;皮肌炎;血管炎;肿瘤 10先天性代谢病:糖酵解缺陷;脂肪酸氧化缺陷; 三羧酸循环缺陷;线粒体呼吸链缺陷;磷酸戊糖 旁路缺陷;恶性高热易感体质(如周期性低钾 性麻痹患者) ;其他(包括家族性反复肌红蛋白 尿) 11原因不明:特发性肌红蛋白尿
发病机制

各种病因的致病机制虽有不同,但最终后果 均为肌细胞膜损伤和(或) 细胞能量代谢障碍, 并导致细胞外钙和钠离子内流及细胞内容物 外漏,细胞内钙依赖性蛋白酶及磷脂酶被激活, 导致肌原纤维、细胞骨架及胞膜蛋白破坏。
不结合氧时，Fe突出平面
结合氧时，Fe被拉回平面
带有咪唑基的游离 血红素与CO结合
肌红蛋白与CO 形成的复合物
氧合肌红蛋白
CO对Fe的亲和力远远高于氧！
2010龙虾事件
7月下旬至8月底，南京出现了23例因食 用龙虾而引发横纹肌溶解症的病例， “龙虾门”成为全国关注的事件。9月， 中国疾病预防控制中心和南京市食品安 全委员会办公室联合召开新闻发布会， 确定23个疑似小龙虾致病病例初步确定 为哈夫（Haff）病、瀉湖病，与食用小 龙虾有关。