7.1肌红蛋白和血红蛋白将氧结合于血红素的铁原子上 测定三维结构的第一个蛋白质是鲸鱼的肌红蛋白。l950年代，John Kendrew在X-射线 晶体学研究阐明了该蛋白质的结构（图71）。肌红蛋白的-螺旋多，螺旋间用拐弯连接形 成球状结构。 Myoglobin a 图71肌红蛋白结构。肌红蛋白是一条多肽链，形成的α-螺旋用拐弯连接，有一个氧结合 位点。 肌红蛋白有氧结合状态（称为氧合肌红蛋白，oxymyoglobin)或无氧状态（称为去氧肌红 蛋白，deoxymyoglobin)。与血红蛋白一样，肌红蛋白结合氧的能力依赖于血红素辅基。血 红素辅基使血液和肌肉显示特有的红色。血红素是有机分子，中央是铁原子。这个有机分子 叫原卜啉，四个卜啉环之间用次甲基连接起来形成四卜啉环。卜啉环上连有四个甲基、两个 乙烯基、和两个丙酸基团。 00 Propionate side chain HaC CH3 Pyrrole ring H Methyl group -CH3 H2C Vinyl group CH3 Heme (Fe-protoporphyrin IX) 铁原子处于原卜啉的中央。铁原子与四个卜琳环的氨原子结合。正常状态下，铁原子处 于氧化状态F+。在血红素平面的两侧，铁离子还能形成另外两个化学键。这两个结合位点 称为第五和第六配位位点。肌红蛋白中，第五配位位点被蛋白质组氨酸的咪唑环占居。这个 组氦酸称为近位组氨酸(proximal histidine)。脱氧肌红蛋白第六配位点空余，可以结合氧。 铁离子处于卜啉环平面外0.4A处（此时的铁离子比卜啉环中央孔大，无法嵌入中央孔）（图 72,左边)。7.1 肌红蛋白和血红蛋白将氧结合于血红素的铁原子上 测定三维结构的第一个蛋白质是鲸鱼的肌红蛋白。1950 年代，John Kendrew 在 x-射线 晶体学研究阐明了该蛋白质的结构（图 7.1）。肌红蛋白的螺旋多，螺旋间用拐弯连接形 成球状结构。 图 7.1 肌红蛋白结构。肌红蛋白是一条多肽链，形成的螺旋用拐弯连接，有一个氧结合 位点。 肌红蛋白有氧结合状态(称为氧合肌红蛋白，oxymyoglobin)或无氧状态（称为去氧肌红 蛋白，deoxymyoglobin）。与血红蛋白一样，肌红蛋白结合氧的能力依赖于血红素辅基。血 红素辅基使血液和肌肉显示特有的红色。血红素是有机分子，中央是铁原子。这个有机分子 叫原卜啉，四个卜啉环之间用次甲基连接起来形成四卜啉环。卜啉环上连有四个甲基、两个 乙烯基、和两个丙酸基团。 铁原子处于原卜啉的中央。铁原子与四个卜啉环的氮原子结合。正常状态下，铁原子处 于氧化状态 Fe 2+。在血红素平面的两侧，铁离子还能形成另外两个化学键。这两个结合位点 称为第五和第六配位位点。肌红蛋白中，第五配位位点被蛋白质组氨酸的咪唑环占居。这个 组氨酸称为近位组氨酸（proximal histidine）。脱氧肌红蛋白第六配位点空余，可以结合氧。 铁离子处于卜啉环平面外 0.4A 处（此时的铁离子比卜啉环中央孔大，无法嵌入中央孔）（图 7.2，左边）