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是由一條肽鏈和一個血紅素輔基組成的結合蛋白,是肌肉內儲存氧的蛋白質。肌紅蛋白是組成骨骼肌和心肌的主要蛋白質,當肌肉損傷時,可以從肌肉組織中漏到循環血液中,使血清肌紅蛋白濃度增加,該指標用於判斷是否發生肌肉損傷。

1 肌紅蛋白 -簡介

肌紅蛋白 (myoglobin,MYO,Mb)是由一條肽鏈和一個血紅素輔基組成的結合蛋白,是肌肉內儲存氧的蛋白質,它的氧飽和曲線為雙曲線型。肌肉中運載氧的蛋白質,由153個氨基酸殘基組成,含有血紅素,和血紅蛋白同源,與氧的結合能力介於血紅蛋白和細胞色素氧化酶之間,可幫助肌細胞將氧轉運到線粒體。

2 肌紅蛋白 -本質和功能

本質:肌紅蛋白=一條多肽鏈+一個輔基多肽鏈:由153個氨基酸殘基組成

輔基:亞鐵血紅素輔基

分子量:16700

功能:在肌肉中有運輸氧和儲氧功能肌紅蛋白的三級結構

形狀:呈緊密球形

多肽鏈中氨基酸殘基上的疏水側鏈大都在分子內部,親水側鏈多位於分子表面,因此其水溶性較好。

3 肌紅蛋白 -三級結構

有8段α-螺旋區

每個α-螺旋區含7~24個氨基酸殘基,分別稱為A、B、C…G及H肽段。

有1~8個螺旋間

肽鏈拐角處為非螺旋區(亦稱螺旋間區),包括N端有2個氨基酸殘基,C端有5個氨基酸殘基的非螺旋區,處在拐點上的氨基酸殘基

Pro, Ile, Ser, Thr, Asn等

極性氨基酸分佈在分子表面

內部存在一口袋形空穴,血紅素居於此空穴中\

血紅素是鐵卟淋化合物,它由4個吡咯通過4個甲炔基相連成一個大環,Fe2+居於環中。

鐵與卟啉環及多肽鏈氨基酸殘基的連接:鐵卟啉上的兩個丙酸側鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個鹼性氨基酸側鏈上的正電荷相連。血紅素的Fe2+與4個咯環的氮原子形成配位鍵,另2個配位鍵1個與F8組氨酸結合,1個與O2結合,故血紅素在此空穴中保持穩定位置。

 這種構象非常有利於運氧和儲氧功能,同時也使血紅素在多肽鏈中保持穩定。但是過量運動、勞累、陽光輻射、空氣污染、吸煙、農藥等會產生過量的自由基。自由基,化學上也稱為「遊離基」,是含有一個不成對電子的原子團。由於原子形成分子時,化學鍵中電子必須成對出現,因此自由基就到處奪取其他物質的一個電子,使自己形成穩定的物質。在化學中,這種現象稱為「氧化」。體內活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信號傳導過程。但過多的活性氧自由基就會有破壞行為,導致人體正常細胞和組織的損壞,而肌紅蛋白是富氧鏈蛋白,更容易遭到自由基的攻擊。遭到自由基的攻擊從而引起多種疾病,如心臟病、老年痴呆症、帕金森病和腫瘤,與肌紅蛋白被氧化存在著密切的關係。此外,更多活性氧自由基,使核酸突變,這是人類衰老和患病的根源。

抹香鯨肌紅蛋白三級結構於來源於它的食物鏈密切相關。抹香鯨的食物為主食大型烏賊、章魚、魚類而烏賊、章魚主要吃蝦、蟹、等甲殼類動物和魚類。根據2008年荷蘭萊頓大學的科學家弗朗西斯科·布達(Francesco Buda)教授和他的實驗小組成員,通過精確的量子計算手段發現熟透的蝦、蟹、三文魚為代表魚類等呈現出誘人的鮮紅色的原因,是因為蝦、蟹、三文魚為代表魚類等都富含蝦青素(英文稱ASTAxanthin,簡稱ASTA),熟透的蝦、蟹、三文魚為代表魚類等的天然紅色物質就是蝦青素。因為三級結構肌紅蛋白是抹香鯨在深海生存的必要條件,抹香鯨熱衷於大型烏賊、章魚、魚類等的食物不是它喜歡不喜歡的問題,而是必須要攝入更多的蝦青素,以保證肌紅蛋白三級結構穩定而不被氧化。與大王烏賊拼得你死我活,其本質就是互相爭奪對方的蝦青素資源,以利於自己能夠在深海中長期生存下去。 

4 肌紅蛋白 -臨床意義

測定血清肌紅蛋白肌紅蛋白可作為急性心肌梗死(AMI) 診斷的早期最靈敏的指標 。但特異性差,骨骼肌損傷、創傷、腎功能衰竭等疾病 ,都可導致其升高。Myo 陽性雖不能確診 AMI ,但可用於早期排除 AMI 診斷的重要指標,如Myo陰性 ,則基本排除心肌梗死,還可用於再梗死的診斷 ,結合臨床 ,如 Myo 重新升高 ,應考慮為再梗死或者梗死延展。

增高:見於急性心肌梗死早期、急性肌損傷、肌營養不良、肌萎縮、多發性肌炎、急性或慢性腎功能衰竭、嚴重充血性心力衰竭和長期休克等。在心肌梗死後1.5h即可增高,但1~2d內即恢復正常。

血、尿中肌紅蛋白均升高:見於急性心肌梗死、心絞痛、心源性休克、心肌病、肌疾病(進行性肌營養不良、多發性肌炎、重症肌無力)等。

(1)血中升高:甲狀腺功能減低症、高醛固酮血症、腎功能不全、惡性高熱以及劇烈運動后等。

(2)尿中升高:卟啉病、血紅蛋白尿症、血尿等。

5 肌紅蛋白 -參考範圍

男性20~80μg/L;

女性10~70μg/L;

診斷限:>100μg/L。

血清Mb水平隨年齡、性別及種族的不同而異,黑人的Mb水平要高於白人。

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