1樓:笑菇手小
血紅蛋白的空間結構恰恰不利於co的直線型配位(會和gly-139位阻),而氧氣分子能被蛋白環境裡的氫鍵穩定,形成折角型的配位,增加了氧和血紅蛋白的親和性。圖中平面上加粗的線條是卟啉環。一方面用位阻削弱了co的親和力,一方面又提高了氧氣的親和力。
co/o2在化學環境下的和卟啉鐵配位常數比的量級是萬比一,而在蛋白環境下這個量級降低到百比一,這也叫discrimination co/o2。
進化會變成這樣,都是隨機的,沒有為什麼。問題更應該問:進化出這樣的bug,為什麼沒有被淘汰掉?
因為一氧化碳自然界含量非常少,優先結合一氧化碳對生物沒有淘汰的作用。其實也不能說是人類的血紅蛋白有缺陷。畢竟即便是進化得那麼完美的細菌病毒,仍然可以開發抗生素,抗病毒藥。
比如你可以設計一款核苷類似物,讓它「欺騙」hiv的逆轉錄酶,就像一氧化碳欺騙血紅蛋白那樣。原則上你是沒辦法設計出一個「百毒不侵」的蛋白的,任何蛋白都有其破綻,既然有破綻就可以開發相應的藥物。所以就像中醫說的,任何事物都有剋制的手段,任何蛋白都可以開發出相應的抑制劑。
不過說真的,人要是百毒不侵也不是什麼好事。抗癌藥,降壓藥,胃藥等等都是抑制人自身的蛋白來治病的。真要百毒不侵了也就意味著。
很簡單,那因為血紅蛋白的活性官能團對一氧化碳的結合能力高於氧氣呀!所以一氧化碳才是有毒的嘛。就好比,為什麼細胞色素酶進化成對金屬離子的掌控弱於氰離子,任憑後者搶走自己的金屬離子,導致服毒的主人掛掉。
2樓:匿名使用者
任何生物物質都首先是物理和化學上的物質,任何生物都不能超越物理和化學的規則。如果從分子結構上,能起血紅蛋白類似作用的物質必然更與一氧化碳親和,那麼任何以該類似物搬運氧氣的生物都難逃一氧化碳。假設從分子結構上,存在一些起血紅蛋白類似作用的物質並不更與一氧化碳親和,如果其對應的基因編碼與人類祖先差異過大,而中間沒有一個合適的過度形態,那麼也很難指望該種進化。
這是一個因為缺乏選擇壓力留下來的變異,沒有為什麼。 如果從生化角度,那就是血紅蛋白和一氧化碳親和力更高。 至於進化後來有沒有修復這個問題,我的答案是有。
人類通過神經系統的高度發達來產生意識,並且最終依靠獲得知識來避免了這個風險。這種例子不計其數: 氰離子和細胞色素氧化酶親和力高 阿托品會競爭性抑制膽鹼能受體 砷酸鹽可以競爭性解耦糖酵解。
3樓:衛書南
因為血紅蛋白裡有鐵元素。靠微量元素生存(無論是生物還是化工廠)等於容易中毒。微量元素意味著少量高效,同時也意味著可以被微量雜質破壞。
元素週期表決定了過渡金屬容易形成配位鍵跟各種物質結合,做催化劑效率高但是容易中毒。工業上的鐵/鎳/***催化劑遇到co、hcn之類的強配體不僅會中毒,甚至會反常的溶解,如羰基鐵粉、氰化鍊金。中二同學千萬不要模仿作死,天下奇毒你中不起。
除非別用這麼好的催化劑,自身代謝慢到跟已經中了毒一樣就對中毒不敏感了。例如最初的原始細菌把hcn、h2s、nh3、ch4的混合物當飯吃(當時的地球還跟宇宙一樣臭氣熏天)。不過即便如此,後來還是被自己發明的氧氣毒死了,現在只有躲到深海火山裡。
至於說選擇壓力,還真不算小。畢竟火災裡死的人基本都是燻死的,而野生動物普遍進化出了怕火
為什麼一氧化碳比氧氣更容易和血紅蛋白結合呢?
4樓:匿名使用者
一氧化碳與血紅蛋白結合,阻礙了血紅蛋白與氧的結合。不利於氧分子在體內的迴圈。
氧氣和二氧化碳都能和血液裡紅血球中的血紅蛋白形成不穩定的化合物,而這種化合物又能把氧氣或二氧化碳釋放出來。如果血紅蛋白遇到一氧化碳,但生成的是一種較為穩定的化合物,這樣,就降低了血紅蛋白輸送氧氣到組織中去的能力,從而使人或動物窒息、中毒。
一氧化碳中毒是由於一氧化碳與血紅蛋白結合引起的,一氧化碳與血紅蛋白結合的能力是氧的 : 210倍。
人類的血紅蛋白為什麼會進化成優先攝取一氧化碳,而非氧氣?
5樓:匿名使用者
我覺得這是一個偶然現象導致的結果。。我們都知道,人類是不斷在進化。我們為什麼會朝著一些方向發展而不是,而不是隨機的選擇一個方向呢?
因為我們為了生存,總是優先選擇有利於我們把基因傳遞下去的方向。
在原始時代,人類剛剛學會直立行走。當時的人類生存環境是依靠大自然,大自然給予什麼我們就使用什麼。不會對食物或者生活用品進行加工。
而空氣中有豐富的氧氣,一氧化碳含量很小,可以說是幾乎沒有。所以人類的血紅蛋白自然而然的和氧氣結合,並且沒有考慮到一氧化碳這種物質的影響。
隨著人類的不斷進化,人們開始學習了,將食物煮熟食用,這個時候就產生了火。但是雖然有火的產生並沒有有過多的一氧化碳或者足夠濃度的一氧化碳出現。自然而然的,我們人的基因就會忽略這一方面的進化。
但是後來人們會使用炭火,那這個時候如果再一個相對密閉的空間,一氧化碳濃度就會達到能夠影響血紅蛋白和氧氣的結合濃度。我們的血紅蛋白就優先和一氧化碳結合。人類就會出現中毒症狀。
但是這個時候,由於先前基因在進化的過程中,沒有出現這方面的防禦機制。所以當一氧化碳與氧氣同時出現的時候,即使一氧化碳對人體是有害的,我們的血紅蛋白也會優先和一氧化碳結合。我覺得可能不知道多少年後,人類繼續進化,就可能出現血紅蛋白優先和氧氣結合,而不是一氧化碳。
從分子結構上來說,一氧化碳的分子結構和血紅蛋白蛋白分子較兩性和血紅蛋白分子來說更容易結合。
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