文档介绍：铁参与血红蛋白输氧铁参与血红蛋白输氧贮氧过程原理贮氧过程原理组长组长: :范凤茹范凤茹组员组员: :安朝峰安朝峰刘晓清刘晓清刘泽刘泽徐明徐明薛王欣薛王欣周熹周熹?内容提要: 二价铁和卟啉形成的金属卟啉配合物。卟啉环的中心由四个吡咯氮原子形成孔洞血红蛋白的分子排列紧密,肽链折叠成球型,血红素被包在蛋白质链中,蛋白质链上很多氨基酸的疏水性R基位于链的内侧,高自旋二价铁的电子状态为 d 6若为高自旋状态,有4个不成对的电子,电子分占 5个轨道,,配合物应是顺磁性的 3个轨道中,Fe 2+ 92pm. 不能进入卟啉环的 4个氮原子之间,低自旋的的二价铁离子的离子半径为 75pm. ?关键字: 血红蛋白铁卟啉 FeO 2 载氧体第一节铁参与形成血红蛋白 第一节铁参与形成血红蛋白 ?血红蛋白是人体血液的重要组成部分,血红蛋白中含有血红素,它是二价铁和卟啉形成的金属卟啉配合物。卟啉环的中心由四个吡咯氮原子形成孔洞,这些孔洞对于第一过渡元素金属离子的大小合适,易形成配合物。这是铁参与形成血红蛋白的一个原因,它也为今后人造载氧体的研究指明一定方向。卟啉能失去两个质子形成-2价阴离子,它与二价铁形成配合物总体上保持电中性,其中四个氮原子与铁配位 Metalloporphyrin N N N N Porphin NH N N HN M 2+?4 Fe 2+ + 4H + + O 2 = 4Fe 3+ + 2H 2O ? Fe 3+ + K + + [) 6 ] 4- = ) 6 Fe] ↓?实验过程:取鸡血(猪血)约两毫升加入百分之十的盐酸两毫升震荡,倒入坩埚加热,至水分蒸发完全冷却后, 取干燥粉末适量加入另一支试管滴3-5滴亚铁氰化钾, 可以看到生成蓝色的 K[)6Fe] 沉淀,说明血红蛋白中含有铁元素。第二节 第二节 铁在血红蛋白中的存在价态铁在血红蛋白中的存在价态?血红蛋白中的二价铁是很稳定的,原因就在于血红蛋白的分子排列紧密,肽链折叠成球型, 而血红素被包在蛋白质链中,蛋白质链上很多氨基酸的疏水性R基位于链的内侧,而血红素集团刚好处于它们形成的疏水性口袋中, 唯有卟啉环的一侧露在口袋的外面,在血红蛋白链中,一方面,氨基酸的疏水性集团指向内侧给血红素造成“油状”环境;另一方面,亲水性的集团指向外侧,使血红蛋白成为水溶性物质。亲脂的氧分子能自由的进入口袋和二价铁结合成为氧和血红蛋白,由于疏水性 R 基的阻挡, 亲水性或极性的水分子和氧化剂不易进入口袋. 4 4 Fe Fe 2+ 2+ + 4H + 4H + + + O + O 2 2 = 4Fe = 4Fe 3+ 3+ + 2H + 2H 2 2 O O 第三节第三节 Fe Fe 2+ 2+在输氧和载氧过程在输氧和载氧过程中的作用中的作用?血红蛋白的二价铁离子,在未和氧分子结合时是五配位的,第六个配位位置暂空,这时的二价铁离子具有高自旋的电子结构,过渡金属的自旋状态与配位场的强弱有关,在强场的作用下, 一般是低自旋,电子云相对集中,, d 6若为高自旋状态,只有 4个不成对的电子,电子分占 5个轨道, ,Fe 2+ 由高自旋状态转变为低自旋状态. ?在场的作用下,二价铁发生 d轨道分裂,有的能量升高,有的能量降低, d轨道不再是简并轨道,必然造成 d 轨道的电子重排,六个电子排在能量较低的三个轨道中,空出两个 d轨道,与 4s、4p轨道共同组成杂化轨道,形成 d 2sp 3的八面体六配位的配合物。?由于低自旋 Fe 2+电子只集中在 3个轨道中,因此 Fe 2+ 92 pm. 不能进入卟啉环的 4个氮原子之间, 75 pm. ,