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肌紅蛋白(Myoglobin,Mb)是哺乳動(dòng)物細(xì)胞( 主要是肌細(xì)胞) 儲(chǔ)存和分配氧的蛋白質(zhì),它是由一條多肽鏈和一個(gè)輔基血紅素構(gòu)成,相對(duì)分子質(zhì)量為16 700,含153個(gè)氨基酸殘基。除去血紅素的脫輔基肌紅蛋白稱球蛋白(globin),它和血紅蛋白的亞基(a 珠蛋白鏈和P-珠蛋白鏈) 在氨基酸序列具有明顯的同源性,它們的構(gòu)象和功能也極其相似。
肌紅蛋白是由一條肽鏈和一個(gè)血紅素輔基組成的結(jié)合蛋白,是肌肉內(nèi)儲(chǔ)存氧的蛋白質(zhì),它的氧飽和曲線為雙曲線型。肌紅蛋白存在于肌肉中,心肌中含量特別豐富。抹香鯨肌紅蛋白三級(jí)結(jié)構(gòu)于1960年由Kendrew用X線衍射法闡明,這是世界上第一個(gè)被描述的蛋白質(zhì)三級(jí)結(jié)。由于三級(jí)結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)的生物學(xué)功能直接相關(guān),而且三級(jí)結(jié)構(gòu)的分析工作難度很高,所以這項(xiàng)工作獲得學(xué)術(shù)界的非常高的評(píng)價(jià)。
肌紅蛋白有8段α-螺旋區(qū)每個(gè)α-螺旋區(qū)含7~24個(gè)氨基酸殘基,分別稱為A、B、C…G及H肽段。肌紅蛋白有1~8個(gè)螺旋間區(qū),肽鏈拐角處為非螺旋區(qū)(亦稱螺旋間區(qū)),包括N端有2個(gè)氨基酸殘基,C端有5個(gè)氨基酸殘基的非螺旋區(qū), 處在拐點(diǎn)上的氨基酸殘基Pro, Ile, Ser, Thr, Asn等極性氨基酸分布在分子表面,內(nèi)部存在一口袋形空穴,血紅素居于此空穴中。血紅素是鐵卟淋化合物,它由4個(gè)吡咯通過4個(gè)甲炔基相連成一個(gè)大環(huán),F(xiàn)e2+居于環(huán)中。鐵與卟啉環(huán)及多肽鏈氨基酸殘基的連接:鐵卟啉上的兩個(gè)丙酸側(cè)鏈以離子鍵形式與肽鏈中的兩個(gè)堿性氨基酸側(cè)鏈上的正電荷相連。血紅素的Fe2+與4個(gè)咯環(huán)的氮原子形成配位鍵,另2個(gè)配位鍵1個(gè)與F8組氨酸結(jié)合,1個(gè)與O2結(jié)合,故血紅素在此空穴中保持穩(wěn)定位置。
這種構(gòu)象非常有利于運(yùn)氧和儲(chǔ)氧功能,同時(shí)也使血紅素在多肽鏈中保持穩(wěn)定。但是過量運(yùn)動(dòng)、勞累、陽光輻射、空氣污染、吸煙、農(nóng)藥等會(huì)產(chǎn)生過量的自由基。自由基,化學(xué)上也稱為“游離基”,是含有一個(gè)不成對(duì)電子的原子團(tuán)。由于原子形成分子時(shí),化學(xué)鍵中電子必須成對(duì)出現(xiàn),因此自由基就到處奪取其他物質(zhì)的一個(gè)電子,使自己形成穩(wěn)定的物質(zhì)。在化學(xué)中,這種現(xiàn)象稱為“氧化”。體內(nèi)活性氧自由基具有一定的功能,如免疫和信號(hào)傳導(dǎo)過程。但過多的活性氧自由基就會(huì)有破壞行為,導(dǎo)致人體正常細(xì)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、老年癡呆癥、帕金森病和腫瘤,與肌紅蛋白被氧化存在著密切的關(guān)系。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。
測(cè)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(biāo) 。但特異性差 ,骨骼肌損傷、創(chuàng)傷、腎功能衰竭等疾病 ,都可導(dǎo)致其升高。Myo 陽性雖不能確診 AMI ,但可用于早期排除 AMI 診斷的重要指標(biāo) ,如 Myo 陰性 ,則基本排除心肌梗死,還可用于再梗死的診斷 ,結(jié)合臨床 ,如 Myo 重新升高 ,應(yīng)考慮為再梗死或者梗死延展。
增高:見于急性心肌梗死早期、急性肌損傷、肌營(yíng)養(yǎng)不良、肌萎縮、多發(fā)性肌炎、急性或慢性腎功能衰竭、嚴(yán)重充血性心力衰竭和長(zhǎng)期休克等。在心肌梗死后1.5h即可增高,但1~2d內(nèi)即恢復(fù)正常。
(1)血中升高:甲狀腺功能減低癥、高醛固酮血癥、腎功能不全、惡性高熱以及劇烈運(yùn)動(dòng)后等。
(2)尿中升高:卟啉病、血紅蛋白尿癥、血尿等。
(3)血、尿中肌紅蛋白均升高:見于急性心肌梗死、心絞痛、心源性休克、心肌病、肌疾病(進(jìn)行性肌營(yíng)養(yǎng)不良、多發(fā)性肌炎、重癥肌無力)等。