问答题 (浙江大学2009年考研试题)为什么血红蛋白比肌红蛋白更适合担当血液中氧气运输蛋白的责任?(包括对肺及其外围组织氧压的讨论,和对这两种蛋白对氧气结合曲线的讨论)
【正确答案】正确答案:血红蛋白和肌红蛋白是两种以血红素为辅基并能与氧分子可逆结合的蛋白质。血红蛋白的功能是将大气中的氧输送给机体;肌红蛋白的功能则是储存氧气,当机体需要时再释放。血红蛋白是一个由两个α亚基和两个β亚基两种类型亚基组成的四聚体。α和β都很类似于肌红蛋白,只是肽链稍微短一点。α和β隔着一个空腔彼此相向。无论是α还是β亚基,它们的三级结构几乎与肌红蛋白相同。 血红蛋白与氧分子结合具有别构效应。在肺部高氧分压环境中,血红蛋白的一个亚基与氧分子结合发生构象改变,导致其他亚基也发生构象变化并有利于与氧分子结合,因此,在肺部血红蛋白对氧的饱和度达到最高,与肌红蛋白几乎相同。而通过血液循环,当血红蛋白到达氧分压较低的各个器官组织时,与其结合的氧分子可能脱去,导致其一个亚基构象改变,以致其他亚基构象也发生改变,从而其他氧分子也迅速脱去。因此,血红蛋白的这种别构效应能使其在肺部中结合更多氧分子,通过血液循环运输到各个组织器官中。然而,肌红蛋白由于不具有这种别构效应,几乎在各种氧分压下都保持对氧分子高亲和性,所以常起到储存氧的作用。 肌红蛋白和血红蛋白的氧结合曲线如图3-1所示。从这两种蛋白对氧气结合曲线可看出,血红蛋白与氧气的结合曲线呈S形,在氧分压高时,血红蛋白与氧结合几乎饱和,当氧分压下降时,血红蛋白结合的氧气量急剧下降,所以在从高氧分压的肺部中到氧分压低的组织器官中,由血红蛋白携带的氧可以释放出来,起到运输氧的作用;而肌红蛋白与氧气的结合曲线呈双曲线型,无论在氧分压高还是低时,都有很高的氧饱和度,所以在从高氧分压的肺部中到氧分压低的组织器官中,只能起到储存氧的作用。
【答案解析】