有关呼吸色素的总结
一.血红蛋白
珠蛋白是一种含卟啉环的球状蛋白,在细菌、古菌、真核生物中广泛存在。“将某种珠蛋白改巴改巴用于运输氧气”的事件在不同的物种中曾独立多次发生,如脊椎动物、豆类、毛蚶、水蚤、帚虫中的血红蛋白(注意:“蚯蚓血红蛋白”不在此列)。
1. 结合氧气的方式:铁卟啉
2. 血细胞中:脊椎动物、棘皮动物--赛瓜参属、软体动物--蚶属、帚虫
血浆中:带丝蚓、沙蠋属、龙介属(同时具血红蛋白血绿蛋白)、扁卷螺属、摇蚊、水蚤
3.组织形式:四聚体
二.HBL-Hbs
是一类巨型蛋白复合物,整体呈六边形,包含两种肽链:一种是珠蛋白,可结合氧气;一种是其连接作用的肽链。
HBL-Hbs有两种:chlorocruorin(血绿蛋白)和erythrocruorin。区别在于前者的卟啉环结构特殊。前者低浓度下呈现绿色,高浓度下呈现红色;后者呈现红色。不论是否结合氧气都具有颜色(区别于血蓝蛋白和蚯蚓血红蛋白)。
血绿蛋白确实是绿色的,而且不含氯元素,普动上的说法是不恰当的。同样来自于珠蛋白。
1. 结合氧气的方式:铁卟啉
2. 血浆中:帚毛虫科、龙介虫科、绿血虫科
3. 组织形式:100余个单体组成,超3600kD
三.血蓝蛋白
相比于血红蛋白,协同性较低。和一种含铜的酚氧化酶是同源的。
1. 结合氧气的方式:6*His结合2*Cu,过程中Cu价态发生变化。
2. 颜色:无氧无色,有氧蓝色。
3. 血浆中:软体动物、(用鳃呼吸的)节肢动物
4. 组织形式:软体动物:十聚体/数十聚体 节肢动物:六聚体/数六聚体
四.蚯蚓血红蛋白
通常不具有协同性(腕足类有);对CO亲和力低于对O2亲和力
1. 结合氧气的方式:5*His,1*Asp,1*Glu,1*羟基结合两个Fe,结合O2前后Fe价态变化。
2. 颜色:无氧:几乎无色/淡黄色;有氧:紫红色
3. 星虫动物门(体腔细胞中,没有血液)、曳鳃动物门(同上)、腕足--海豆芽(体腔细胞,血液无色)、长手沙蚕
4. 组织形式:八聚体
五.其他奇怪的东西
血钒蛋白是含钒卟啉的蛋白,该蛋白脱氧时为淡绿色,载氧后变为芥末黄色,作为氧载体存在于海鞘类(Tunicata)动物的血细胞(钒细胞,vanadocytes)内,与氧气的结合是不可逆的,一般已经不被视为呼吸色素,其功能是可能参与了细胞内的氧化还原反应。
血锰蛋白(即江珧球蛋白)是含锰卟啉的蛋白,该蛋白质脱氧时近无色,但在空气中与氧结合可变为褐色,存在于一种海蚌-瓣鳃纲热江珧属江珧(Pinna nobilis)的血液中,含有0.35%的锰元素,具有储氧与运氧功能。
钴球蛋白是含钴卟啉的蛋白,该蛋白脱氧时为深黄或琥珀色,氧合后为淡淡的粉红色,它是一种人造蛋白,并不存在于任何自然物种体内,但可具有呼吸色素的载氧功能。
血红素在人体内会被代谢为胆绿素,然后是胆红素。在一些物种中胆绿素的积累可能会造成其血液/骨骼/皮肤呈现绿色,如颌针鱼和某些蜥蜴。淤青呈现的颜色也来自于出血后代谢产生的胆绿素。