本氯血紅素是(血紅蛋白)分子上的主要穩定結構
基本信息
人體內的血紅素由四個亞基構成,分別為兩個α亞基和兩個β亞基,在與人體環境相似的電解質溶液中血紅素的四個亞基可以自動組裝成α2β2的形態。
本氯血紅素的每個亞基由一條肽鏈和一個血紅素分子構成,肽鏈在生理條件下會盤繞摺疊成球形,把血紅素分子抱在裡面,這條肽鏈盤繞成的球形結構又被稱為珠蛋白。血紅素分子是一個具有卟啉結構的小分子,在卟啉分子中心,由卟啉中四個吡咯環上的氮原子與一個亞鐵離子配位結合,珠蛋白肽鏈中第8位的一個組氨酸殘基中的吲哚側鏈上的氮原子從卟啉分子平面的上方與亞鐵離子配位結合,當血紅素不與氧結合的時候,有一個水分子從卟啉環下方與亞鐵離子配位結合,而當血紅素載氧的時候,就由氧分子頂替水的位置。
相關信息
血紅素分子結構由於協同效應,血紅素與氧氣的結合曲線呈S形,在特定範圍內隨著環境中氧含量的變化,血紅素與氧分子的結合率有一個劇烈變化的過程,生物體內組織中的氧濃度和肺組織中的氧濃度恰好位於這一突變的兩側,因而在肺組織,血紅素可以充分地與氧結合,在體內其他部分則可以充分地釋放所攜帶的氧分子。可是當環境中的氧氣含量很高或者很低的時候,血紅素的氧結合曲線非常平緩,氧氣濃度巨大的波動也很難使血紅素與氧氣的結合率發生顯著變化,因此健康人即使呼吸純氧,血液運載氧的能力也不會有顯著的提高,從這個角度講,對健康人而言吸氧的所產生心理暗示要遠遠大於其生理作用。當血液內紅細胞破壞過多,肝臟負荷增加,肝細胞內運送、結合和排泄障礙,或肝外膽道阻塞,都可引起血內膽紅素濃度增高而出現黃疸。
除了運載氧,血紅素還可以與二氧化碳、一氧化碳、氰離子結合,結合的方式也與氧完全一樣,所不同的只是結合的牢固程度,一氧化碳、氰離子一旦和血紅素結合就很難離開,這就是煤氣中毒和氰化物中毒的原理,遇到這種情況可以使用其他與這些物質結合能力更強的物質來解毒,比如一氧化碳中毒可以用靜脈注射亞甲基藍的方法來救治。
相關研究
血紅素在食品加工與儲藏中的變化
在肉品的加工與儲藏中,肌紅蛋白會轉化為多種衍生物,包括氧合肌紅蛋白、高鐵肌紅蛋白、氧化氮肌紅蛋白、氧化氮高鐵肌紅蛋白、肌色原、高鐵肌色原、氧化氮肌色原、亞硝醯高鐵肌紅蛋白、亞硝醯高鐵血紅素、硫肌紅蛋白和膽綠蛋白。這些衍生物的顏色各異,氧合肌紅蛋白為鮮紅,高鐵肌紅蛋白為褐色,氧化氮肌紅蛋白和氧化氮肌色原為粉紅色,氧化氮高鐵肌紅蛋白為深紅,肌色原為暗紅,高鐵肌色原為褐色,亞硝醯高鐵肌紅蛋白為紅褐色,最後三種物質為綠色。
新鮮肉放置空氣中,表面會形成很薄一層氧合肌紅蛋白的鮮紅色澤。而在中間部分,由於肉中原有的還原性物質存在,肌紅蛋白就會保持還原狀態,故為深紫色。當鮮肉在空氣中放置過久時,還原性物質被耗盡,高鐵肌紅蛋白的褐色就成為主要色澤。圖9-5顯示出這種變化受氧氣分壓的強烈影響,氧氣分壓高時有利於氧合肌紅蛋白的生成,氧氣分壓低時有利於高鐵肌紅蛋白的生成。