问答题 简述氧与血红蛋白结合的调控机制。
【正确答案】
【答案解析】协同效应、波尔效应和别构效应三者使血红蛋白的输氧能力达到最高效率;血红蛋白氧合曲线呈S形。血红蛋白上还有与CO 2 和2,3-二磷酸甘油酸(2,3-bisphosphoglycerate,BPG)的结合部位。
(1)协同效应增加了血红蛋白在肌肉中的卸氧量。当一个亚基与氧结合后,会引起四级结构的变化,使其他亚基对氧的亲和力增加,结合加快;反之,一个亚基与氧分离后,其他亚基也易于解离。
(2)pH对氧-血红蛋白的平衡影响称为波尔(BOhr)效应。增加CO 2 的浓度、降低pH能显著提高血红蛋白亚基间的协同效应,降低血红蛋白对O 2 的亲和力,促进O 2 的释放,氧合曲线向右移动;反之,高浓度的O 2 也能促使血红蛋白释放H + 和CO 2
(3)BPG的别构效应。BPG是血红蛋白的负效应物。BPG与2个β亚基形成6个盐键稳定了血红蛋白的脱氧态构象,降低脱氧血红蛋白的氧亲和力。BPG进一步提高了血红蛋白的输氧效率。在肺部,PO 2 超过100torr,因此,即使没有BPG,血红蛋白也能被饱和,在组织中,PO 2 低,BPG降低血红蛋白的氧亲和力,加大血红蛋白的卸氧量。高山适应和肺气肿的生理补偿变化:BPG升高。
(4)氧合曲线也受到温度的影响。温度升高会使P 50 (一半血红蛋白被氧饱和时的氧分压)升高,即亲和力减弱。所以鱼类在温度升高时会缺氧,是由于水中氧分压的降低和血红蛋白对氧亲和力的减弱双重作用的结果。