105年:醫學二(1)

當氧分子與血紅素( hemoglobin )結合時,此時血基質( heme )中Fe²⁺上的兩個開放配位鍵( open coordination bonds )與下列何組物質結合?

A一水分子與一胺基酸的側鏈
B一氧分子與一胺基酸的側鏈
C一氧分子與一水分子
D兩個氧分子

詳細解析

本題觀念:

血紅素(hemoglobin)中血基質(heme)的 Fe2+\text{Fe}^{2+} 具有八面體配位幾何,共有 6 個配位鍵(coordination bonds)。其中 4 個配位鍵由原紫質環(protoporphyrin IX)中的 4 個吡咯氮原子(pyrrole nitrogens)佔據,形成平面排列。剩餘的第 5 與第 6 個配位鍵(即本題所稱的「兩個開放配位鍵」)分別朝向環平面的上下兩側。

選項分析

(A) 一水分子與一胺基酸的側鏈 不正確。去氧血紅素(deoxyhemoglobin)的第 5 配位鍵由近端組胺酸(proximal histidine, His F8)側鏈的咪唑基占據;第 6 個開放配位鍵在去氧狀態下暫為空位(並非水分子)。當氧氣結合後,第 6 位由 O2\text{O}_2 取代,而非水分子。

(B) 一氧分子與一胺基酸的側鏈 正確答案。O2\text{O}_2 與含血基質的蛋白質結合時:

  • 第 5 配位鍵:由**近端組胺酸(proximal histidine, His F8)**的咪唑側鏈氮原子(imidazole nitrogen)佔據
  • 第 6 配位鍵:由一個 O2\text{O}_2 分子佔據

遠端組胺酸(distal histidine, His E7)透過氫鍵

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