主要区别——血红蛋白与肌红蛋白

血红蛋白和肌红蛋白是两种用作氧结合蛋白的珠蛋白。这两种蛋白质都能够增加脊椎动物和一些无脊椎动物的生物体液中的溶解氧量。具有相似特征的有机辅基参与了两种蛋白质中氧的结合。但是，空间中的 3-D 方向或血红蛋白和肌红蛋白的立体异构是不同的。由于这种差异，可以与每个蛋白质分子结合的氧气量也不同。 血红蛋白能够与氧紧密结合 然而 肌红蛋白不能与氧紧密结合。 血红蛋白和肌红蛋白之间的这种差异导致了它们不同的功能。 血红蛋白存在于血流中，将氧气从肺部输送到身体其他部位 尽管 肌红蛋白存在于肌肉中，可释放所需的氧气。

涵盖的关键领域

1.什么是血红蛋白 – 定义、结构和组成、功能 2. 什么是肌红蛋白 – 定义、结构和组成、功能 3. 血红蛋白和肌红蛋白的相似之处 – 概述相似之处 4.血红蛋白和肌红蛋白有什么区别 – 主要差异的比较

关键词：血红蛋白、肌红蛋白、氧气、血红素、蛋白质、球蛋白、血液

什么是血红蛋白

血红蛋白是一种具有四级结构的多亚基球状蛋白质。它由排列成四面体结构的两个α和两个β亚基组成。血红蛋白是一种含铁的金属蛋白。四个球状蛋白质亚基中的每一个都与非蛋白质的假血红素基团相关，后者与一个氧分子结合。血红蛋白的产生发生在骨髓中。珠蛋白由细胞质中的核糖体合成。血红素部分在线粒体中合成。通过铁与同一平面上的四个氮原子的共价结合，一个带电的铁原子被保持在卟啉环中。这些 N 原子属于四个珠蛋白亚基中每一个的 F8 组氨酸残基的咪唑环。在血红蛋白中，铁以 Fe 的形式存在²⁺，使红细胞呈红色。

人类有三种血红蛋白类型：血红蛋白 A、血红蛋白 A₂ 和血红蛋白 F。 血红蛋白A 是常见的血红蛋白类型，由 HBA1、HBA2 和 HBB 基因编码。血红蛋白 A 的四个亚基由两个 α 亚基和两个 β 亚基组成（α₂β₂). 血红蛋白A₂ 和血红蛋白 F 是罕见的，分别由两个 α 和两个 δ 亚基以及两个 α 和两个 γ 亚基组成。在婴儿中，血红蛋白类型是 Hb F (α₂γ₂).

由于血红蛋白分子由四个亚基组成，它可以与四个氧分子结合。因此，血红蛋白存在于红细胞中，作为血液中的氧载体。由于结构中存在四个亚基，随着第一个氧分子与第一个血红素基团结合，氧的结合增加。这个过程被认为是氧的协同结合。血红蛋白占红细胞干重的 96%。一些二氧化碳还与血红蛋白结合，以便从组织运输到肺部。 80% 的二氧化碳通过等离子体传输。血红蛋白的结构如图1所示。

图 1：血红蛋白结构

血红蛋白的功能

什么是肌红蛋白

肌红蛋白是脊椎动物肌肉细胞中的氧结合蛋白，赋予肌肉明显的红色或深灰色。它仅在骨骼肌和心肌中表达。肌红蛋白占肌肉细胞中细胞质蛋白的 5-10%。由于血红蛋白和肌红蛋白的多核苷酸链中的氨基酸变化是保守的，因此血红蛋白和肌红蛋白都具有相似的结构。此外，肌红蛋白是一种单体，由单个多核苷酸链组成，由单个血红素基团组成。因此，它能够与单个氧分子结合。因此，在肌红蛋白中不发生氧的协同结合。但是，与血红蛋白相比，肌红蛋白的结合亲和力较高。结果，肌红蛋白充当肌肉中的储氧蛋白质。当肌肉运作时，肌红蛋白会释放氧气。血红蛋白的3-D结构如图2所示。

图 2：肌红蛋白

血红蛋白和肌红蛋白之间的相似之处

血红蛋白和肌红蛋白的区别

定义

血红蛋白： 血红蛋白是一种红色蛋白质，负责在脊椎动物的血液中运输氧气。

肌红蛋白： 肌红蛋白是一种含有血红素的红色蛋白质，可在肌肉细胞中携带和储存氧气。

分子量

血红蛋白： 血红蛋白的分子量为 64 kDa。

肌红蛋白： 血红蛋白的分子量为 16.7 kDa。

作品

血红蛋白： 血红蛋白由四个多肽链组成。

肌红蛋白： 肌红蛋白由单条多肽链组成。

四级结构

血红蛋白： 血红蛋白是由两个 α 和两个 β 亚基组成的四聚体。

肌红蛋白： 肌红蛋白是单体。因此，它缺乏四级结构。

氧分子数

血红蛋白： 血红蛋白与四个氧分子结合。

肌红蛋白： 肌红蛋白仅与单个氧分子结合。

合作绑定

血红蛋白： 由于血红蛋白是四聚体，它表现出与氧的协同结合。

肌红蛋白： 由于肌红蛋白是单体，它不表现出协同结合。

对氧的亲和力

血红蛋白： 血红蛋白与氧结合的亲和力低。

肌红蛋白： 肌红蛋白与氧结合的亲和力高，与氧浓度无关。

与氧结合

血红蛋白： 血红蛋白能够与氧紧密结合。

肌红蛋白： 肌红蛋白不能与氧紧密结合。

发生

血红蛋白： 血红蛋白存在于血液中。

肌红蛋白： 肌红蛋白存在于肌肉内部。

类型

血红蛋白： 血红蛋白A，血红蛋白A₂ 和血红蛋白 F 是人类血红蛋白的类型。

肌红蛋白： 在所有细胞中都发现了单一类型的肌红蛋白。

功能

血红蛋白： 血红蛋白从肺部吸收氧气并运输到身体的其他部位。

肌红蛋白： 肌红蛋白将氧气储存在肌肉细胞中并在需要时释放。

结论

血红蛋白和肌红蛋白是脊椎动物中的两种氧结合球状蛋白。血红蛋白是与四个氧分子协同结合的四聚体。肌红蛋白是由单个血红素基团组成的单体。由于血红蛋白的结合能力高于肌红蛋白，因此血红蛋白被用作血液中的氧运输蛋白。肌红蛋白被用作肌肉细胞中的储氧蛋白。结合氧与肌红蛋白的亲和力高于血红蛋白。血红蛋白和肌红蛋白的主要区别在于它们的功能。血红蛋白和肌红蛋白的功能差异是由于它们的 3-D 结构不同而产生的。

参考：

1。”肌红蛋白。”血红蛋白和肌红蛋白。 N.p.，日期不详网。在这里可用。 2017 年 6 月 5 日。2.“肌红蛋白”。大英百科全书。大英百科全书, Inc., n.d.网。在这里可用。 2017 年 6 月 5 日。

图片提供：

1. OpenStax 学院的“1904 血红蛋白”——解剖学和生理学，Connexions 网站。 2013 年 6 月 19 日。（CC BY 3.0）通过 Commons Wikimedia 2.“肌红蛋白”作者 →AzaToth – 基于 PDB 条目（公共领域）通过 Commons Wikimedia 自制