肌红蛋白：结构，功能，正常值 - 生物学

的肌红蛋白是球状蛋白的细胞内的骨骼肌和心肌细胞的细胞溶质中。它的主要功能是构成氧气储备并促进氧气在细胞内的运输。

约翰·肯德鲁（John Kendrew）和马克斯·佩鲁兹（Max Perutz）因对球状蛋白质的研究而获得1962年诺贝尔化学奖。这些作者分别阐明了肌红蛋白和血红蛋白的三维结构。从历史上看，肌红蛋白是最早确定三维结构的蛋白质之一。

三种含氧蛋白的分子结构的图形表示：豆血红蛋白，血红蛋白和肌红蛋白（来源：Veronica Stafford / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0），来自Wikimedia Commons）

球状蛋白是球形的致密分子。它们可溶于细胞膜的细胞质或脂质部分。与主要功能为结构的纤维蛋白相反，它们负责主要的生物学作用。

肌红蛋白使鲜肉呈红色。当肌红蛋白被氧化为氧代肌红蛋白，而组成它的铁为亚铁的形式为Mb-Fe2 + O2时，就会发生这种情况。

当肉类暴露在环境中时，不稳定的亚铁会氧化并变成三价铁，在这些条件下，由于形成了甲铁血红蛋白（Mb-Fe3 + + O2-），颜色会变成棕色。

通常，血液中的肌红蛋白水平非常小，大约为每升微克（μg/ L）。当骨骼肌横纹肌溶解症或组织破坏及某些肌病的心肌梗塞发生肌肉破坏时，这些水平会增加。

在某些组织损伤非常重要的情况下，可观察到尿液中存在尿素。它对心脏病的早期诊断价值值得商bat。

肌红蛋白的结构

包括血红素基团在内的肌红蛋白的分子量约为18 kDa。它由四个“急转弯”螺旋段组成。这些肌红蛋白螺旋被紧密堆积，即使当血红素基团被除去时仍保持其结构完整性。

球状蛋白以及所有细胞蛋白的结构都是分层的，因此肌红蛋白的结构也是分层的。第一级是由氨基酸的线性序列形成的一级结构，而肌红蛋白由153个氨基酸的链组成。

肌红蛋白的螺旋状和球状结构的图形化方案（来源：Dcrjsr / CC BY（https://creativecommons.org/licenses/by/3.0），通过Wikimedia Commons获得）

肌红蛋白的二级结构由α螺旋的构象组成。肌红蛋白包含8个α螺旋，这些螺旋是通过重复多肽部分形成的，这些多肽部分由非周期性排列的短片段连接。

三级结构由具有生物活性的三维构象组成。这种结构的最重要特征是褶皱。四元结构是指通过非共价键或相互作用分开并连接的两条或更多条多肽链的组装。

肌红蛋白及其血红素假肢群体（来源：Thomas Splettstoesser / CC BY-SA（https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0），通过Wikimedia Commons获得）

肌红蛋白具有非常紧凑的结构，疏水性残基向内定向，亲水性或极性残基向外定向。内部非极性残基由亮氨酸，缬氨酸，蛋氨酸和苯丙氨酸组成。唯一的内部极性残基是在活性位点具有功能的两个组氨酸。

人工血红素基团位于肌红蛋白多肽链非极性内部的裂缝中。该组包含亚铁形式的铁，其与氧结合形成氧代肌红蛋白。

肌红蛋白的功能是将氧结合到其结构的血红素基团上，并为肌肉功能形成氧储备。由于氧气被困在肌肉细胞胞质的肌红蛋白结构中，因此由游离氧气决定的其细胞内压力仍然很低。

低的细胞内氧气压力维持氧气进入细胞的梯度。这有利于氧气从血液流向肌肉细胞。当肌红蛋白饱和时，细胞内氧气增加，这逐渐降低了梯度，从而降低了转移。

氧与肌红蛋白的结合曲线是双曲线的。在曲线的初始部分，氧分压的微小变化会导致肌红蛋白的氧饱和度发生较大变化。

然后，随着氧分压的增加，饱和度继续增加，但增幅缓慢，也就是说，需要增加氧分压以增加肌红蛋白饱和度，并且逐渐增加曲线变平。

有一个变量测量曲线的亲和力，称为P50，它表示将溶液中所含肌红蛋白饱和50％所需的氧分压。因此，如果P50增加，则说肌红蛋白具有较低的亲和力，如果P50降低，则说肌红蛋白对氧具有较高的亲和力。

当检查肌红蛋白和血红蛋白的氧结合曲线时，观察到对于所检查的氧气的任何分压，肌红蛋白都比血红蛋白饱和，表明肌红蛋白对氧的亲和力比血红蛋白高。血红蛋白。

骨骼肌在组成上具有不同类型的肌纤维，有些称为慢肌，而另一些称为快肌。快速抽动纤维在结构和代谢上都适合快速，有力和厌氧地收缩。

慢肌纤维适合慢速运动，但可以进行更长的收缩，这是有氧运动的典型特征。这些纤维的结构差异之一是肌红蛋白的浓度，这使它们具有白色和红色纤维的名称。

红色纤维的肌红蛋白含量高，这使它们呈红色，但也使它们能够保持大量的氧气，这对于其功能至关重要。

男性的正常血液价值为19至92微克/升，女性为12至76微克/升，然而，不同实验室的血液价值存在差异。

当发生肌肉破坏时，例如骨骼肌的横纹肌溶解，大面积烧伤，电击或由于动脉闭塞导致的广泛肌肉坏死，心肌梗塞和某些肌病时，上述值都会增加。

在这些情况下，肌红蛋白会出现在尿液中，并赋予其特征性的颜色。

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