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活性氧簇第一道防线 　　简介 　　 　　皮肤是抵御环境侵害的第一道防线。由于暴露于日晒，氧和有害化学物质，皮肤的完整性受到了影响。这些皮肤外来的侵害主要源于自由基的形成。如超氧化阴离子、过氧化氢、一氧化氮和羟基自由基，为常见的活性氧簇或称为ROS，是引起发炎、刺激、皮肤变色和内在老化的主要原因。生活在阳光、氧环境中需重点防护活性氧簇。 　　皮肤本身已经能够对抗多种ROS的侵袭。在这些防护中主要有很多不同的酶，如超氧化歧化酶(能将超氧化阴离子基团转化为过氧化氢)和过氧化氢酶(能够将过氧化氢转化为水和氧气)。但是，其中一个活性氧簇――一氧化氮，在皮肤损坏和内在老化方面起的作用一直被忽视(至少说在健康皮肤上)。其原因很简单，没有特殊的酶可以调节过量的一氧化氮。这是不是意味着这种活性氧可以肆无忌惮地横行于皮肤? 　　事实并非如此。在血液中，一氧化氮是有效的血管舒张剂，控制血管的舒张和收缩直到真皮层的微毛细血管。当一氧化氮的浓度超出平衡状态时，人体会通过氧运输蛋白、血红细胞中的血红蛋白，排除多余的一氧化氮。相似的，在神经系统里面，多余的活性氧用神经球蛋白进行处理，在肌肉中，氧气运输和自由基控制是通过肌红蛋白进行处理。身体在所有的关键部位使用这些球蛋白，那皮肤是不是可能使用相似的防御机制?最近一种新型球蛋白――细胞球蛋白(普遍存在于身体)的发现，产生了一种新的皮肤抵御ROS的机制。 　　有趣的是，现在发现所有的绿色植物同样含有球蛋白，其功能也是作为传输氧气和保护植物对抗内部ROS。以下将描述球蛋白在植物和人体中的作用，着重于植物和大多数热血哺乳动物内球蛋白的相似点。然后介绍一种植物球蛋白一豆血红蛋白，能够代替人体球蛋白控制人体内的ROS，特别是一氧化氮。对一氧化氮的控制会影响一些主要的皮肤反应如发炎，刺激和黑色素形成。最后会讨论到球蛋白的一种可能的作用，特别是细胞球蛋白，作为细胞的氧气运输体并促进胶原蛋白合成中关键酶的合成。 　　 　　细胞蛋白 　　 　　人体内含量丰富的球蛋白，它是通过不同氨基酸包围着一个含有铁活性中??的独特的“球形”蛋白。在球状蛋白的折叠环境中，铁元素以Fe+2(亚铁离子)或Fe+3(三价铁离子)的形式存在，而且这种金属元素在这两种形态中往复循环，使氧气和二氧化碳在血液中运输的特殊行为成为可能。然而球蛋白并不只是简单地结合氧气和二氧化碳，更能很好的结合其他一些小分子如一氧化碳和氰根离子。因此，有充分的理由确定球蛋白能结合一氧化氮。 　　截止2002年体内已发现的球蛋白只有三种：血红蛋白(在血红细胞中)、肌红蛋白(在肌肉细胞中)和神经球蛋白(在神经细胞中)。在2002年，两个独立的实验室几乎是同时报告发现了人体内的第四种球蛋白。这种蛋白质被Burmester等命名为“细胞球蛋白”。有趣的是，不像其他三种已经被确认的球蛋白，细胞球蛋白存在于许多不同类型的部位和组织中。细胞球蛋白存在的作用和作用机制目前还未发现。然而，BermesterTfflHargrove(该蛋白的共同发现者)都认为细胞球蛋白很可能在控制活性氧方面起作用，可能在细胞处于缺氧环境(即氧气缺乏)下的时候促进氧气的运输。最近，Burmester等表示在老鼠皮肤的成纤维细胞中发现细胞球蛋白，虽然这些发现还有待证实。Burmester认为，可能球蛋白除了控制ROS、传输氧气外，还能影响到聚-4羟化酶――成纤维细胞中胶原蛋白合成所需的酶。 　　 　　固氮作用――植物和微生物的共生关系 　　 　　植物同样产生球蛋白。事实上，如图1所见，在豆科植物如大豆和莲属植物中形成的球蛋白和哺乳动物的球蛋白――肌红蛋白惊人的相似。同样豆血红蛋白(六价固定铁核心结构)也与人类细胞球蛋白有着接近的相似性。 　　 　　有一类特殊植物――豆科植物(有将近850个属和1，800种)已经引发了科学想象。随着进化，豆科植物根部已经能够适应微生物如根瘤菌。在共生关系中，微生物钻入植物的微根毛中，建立小巢成为“共生体”。在环境中，微生物能够被保护不受氧环境的损害。在共生体中，微生物利用植物的资源作为营养、水分、维他命、矿物质和其他生命必须组分生长。作为回报，微生物提供给植物必须的含氮肥，如氨和硝酸盐――固定大气中的氮气和转化这种气体成为如氨(一种常见农业肥料)之类的有用肥料。 　　豆科植物储存养料形成必需的氨基酸、蛋白质、酶、碳水化合物和其他生长生存必须的关键组分。固氮是地球氮循环重要的环节。没有它，这个星球上就不可能有人类生命的存在。人是无法在氮气含量高达80％的大气中生存的。 　　 　　豆血红蛋白 　　 　　在固氮作用中重要的酶是固氮酶：它对氧气和活性氧的存在十分敏感。所以当微生物还需要氧气生存，生产ATP和消耗养料的时候，这种微小有机体已经进化出