【8.3.5】镰状细胞贫血血红蛋白(Sickled hemoglobin, HbS)

迄今为止,已发现多种Hb的突变体。根据表型,突变体可分为四种类型:(1)Hb聚合成纤维状,致使红细胞成镰刀形;(2)改变与氧气的结合性质;(3)血红素辅基丢失;(4)四聚体解聚 。

第一种突变体最为常见,它直接导致镰状细胞贫血症(sicklemia)。这种贫血患者的Hb简称为HbS。HbS与Hb在结合O2的能力方面并没有区别,它们的区别在于HbS能造成红细胞溶血,致使病人体内的红细胞数量减少,通常只有正常人的1/2。溶血后的Hb不能像红细胞中的Hb一样正常运输O2。病人表现为乏力,剧烈运动可导致死亡。HbS导致溶血的原因在于其β亚基的6号位残基从正常的Glu突变成Val。这种异常的HbS在脱氧状态下,相互间很容易通过表面的Val突起与疏水凹陷之间形成疏水键而聚集成纤维,导致细胞膜变形直至破裂。

  1. 镰状细胞贫血患者体内有缺陷的血红蛋白(Abnormal hemoglobins in the sickle anemia patients, HbS)
  2. 这是编码β链的基因突变引起的,突变的结果导致β链的Glu6变成了Val6(This is caused by the gene defect encoding β chain, which results in glutamic acid being substituted by valine at position 6)
  3. Val带有疏水的侧链,暴露在表面,在脱氧的时候可以与另一个HbS上的疏水 口袋结合在一起.。带有这种突变的HbS彼此聚合在一起,形成不溶性的纤维 ,而导致红细胞变形成镰状 (Valine has a hydrophobic R group, which can associate with the hydrophobic patch on the other HbS molecule under conditions of low oxygen concentration, causing hemoglobin S molecules to aggregate and form fibrous precipitates, resulting in change in cell shape)

参考资料

  • 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件
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