醫學遺傳學/正常血紅蛋白的組成，結構及遺傳控制

跳轉到：導航, 搜索

醫學遺傳學基礎

單基因病
- 基因突變致蛋白質合成異常
  - 血紅蛋白病
    - 正常血紅蛋白的組成，結構及遺傳控制
    - 血紅蛋白病的分類和分子基礎

1．人類血紅蛋白的組成和發育變化每個紅細胞內含有約28000萬個血紅蛋白分子，每個分子由四個亞單位構成，每一個單位由一條珠蛋白肽鏈和一個血紅素輔基組成，即血紅蛋白分子是由二對珠蛋白鏈構成的球形四聚體（圖4-10）。其中一對是類α鏈（α鏈和ξ鏈），由141個氨基酸組成；另一對是類β鏈(ε、β、γ和δ鏈)，由146個氨基酸組成。由這6種不同的珠蛋白鏈組合成人類的6種不同的血紅蛋白，即Hb Gower1(ξ2ε2)、HbGower2、(α2ε2)、HbPortland(ξ2γ2)、HbF(α2γ2)、HbA(α2β2)和HbA2(α2δ2)。其中γ鏈有兩種亞型，即Gγ2和Aγ2，因此HbF有兩類：α2Gγ2和α2Aγ2，前者的第136位氨酸為甘氨酸，后者為丙氨酸。

上述各種血蛋白在發育的不同階段先后交替出現（圖4-11）。在胚胎發育早期，合成胚胎血紅蛋白HbGowerl、HbGower2和HbPortland。胎兒期（從8周至出生為止）主要是HbF。成人有3種血紅蛋白：HbA，占95％以上；HbA2，占2%-3.5%；HbF，少于1.5%。

2．人類珠蛋白基因人類珠蛋白基因分為兩類：一類是類α珠蛋白基因簇（α-likeglobin gene cluster），包括ξ和α基因；另一類是β珠蛋白基因簇（β-like globin gene cluster）,包括ε、γ（Gγ和Aγ）、δ和β基因。

（1）類α珠蛋白基因：人類α珠蛋白基因簇位于16p13，每條染色體上均有兩個α珠蛋白基因，因此，二倍體細胞中共有4個α基因，每個α基因幾乎產生等量的α珠蛋白鏈。此外，在類α珠蛋白基因簇中，還包括兩個ξ基因和一個假基因Ψα，這些基因緊密連鎖其排列順序如圖4-12所示。

血紅蛋白結構示意圖血紅蛋白四聚（四級結構）

血紅蛋白結構示意圖血紅蛋白單體的三維空間結構

圖4-10 血紅蛋白結構示意圖

A：血紅蛋白四聚體（四級結構）

B：血紅蛋白單體的三維空間結構

人類血紅蛋白類型及基發育過程中的演變

圖4-11 人類血紅蛋白類型及基發育過程中的演變

人類α珠蛋白基因簇和人類β珠蛋白基因簇的結構及排列順序

圖4-12 人類α珠蛋白基因簇和人類β珠蛋白基因簇的結構及排列順序

（2）類β珠蛋白基因：人類β珠蛋白基因簇分布于11p15，每條11號染色體上只有一個β珠蛋白基因，基因簇內各成員也都緊密連鎖，其排列順序如圖4-12。類β珠蛋白基因簇的排列順序與以育過程中的表達次序完全一致。

（3）珠蛋白基因的結構：類α與類β珠蛋白基因的結構相似，都含有3個外顯子和2個內含子（IVS2和IVS2）。α珠蛋白基因中的IVS1和117bp組成，位于31和32密碼子之間，IVS2由149或140bp組成，位于99和100密碼子之間。類β基因中的IVS1含130bp，位于30和31密碼之間，IVS2大約含850bp，位于104和105密碼子之間。