氧离曲线的形成机制

图8-8　血红蛋白及其单体的氧离曲线(https://www.daowen.com)

Hb为四聚体，用透析方法可将其4条肽链解离，形成4个单体，单体与氧的亲和力远大于四聚体，此时得到的氧离曲线与肌红蛋白的氧离曲线相似，皆呈双曲线形（图8-8）。肌红蛋白存在于肌肉中，结构类似Hb，但为1条多肽链与1个血红素构成的单体，可见氧离曲线的S形特征是由4条多肽链聚合时相互发生作用形成的。通过X线衍射方法研究Hb的立体构型，已知Hb的每条肽链可分为8段（A～H），图8-4显示了该多肽链，它们各自屈曲折叠，但又相互连接，形成特定构型。在不同链上或同一链的不同氨基酸残基之间有各种疏松、极性与非极性的化学键，从而形成四级结构。每个血红素基团被包绕在曲折肽链缝隙中（图8-4、图8-5）。氧离Hb的化学键连接牢固，结构稳定，称为紧张型Hb（T 型Hb），氧分子难以进入，对氧的亲和力差。一旦氧分子进入其中的缝隙与血红素氧合后，构型发生改变，使另一个血红素周围的肽链间隙变大，这样就容易接纳氧分子，提高与氧的亲和力；如此循环，一个血红素的氧合促进了下一个血红素的氧合，当第4个血红素进行氧合时，其亲和力约为第1个的150倍。也就是说，氧合Hb的肽链间隙极度松散，称为松弛型Hb（R 型Hb），与氧的亲和力大。因此由血红素结合氧可引起分子构型变化，增强Hb对氧的亲和力，这是S形氧离曲线的形成原因。