結構生物化學/神經血紅蛋白
神經血紅蛋白是最近發現的血紅蛋白家族成員。這種蛋白質於 2000 年才被發現，其功能尚不完全確定，但有許多假設定義了它的用途。主要的是，它已被證明可以促進神經元在缺氧條件下的存活，這可能潛在地限制腦損傷。它是一種在中樞神經系統、周圍神經系統、腦脊液、視網膜和內分泌組織中表達的細胞內血紅蛋白。它具有六配位的血紅素-Fe 原子，顯示出與肌紅蛋白相當的 O2 親和力。
神經血紅蛋白的確切生理作用尚不清楚。隨著時間的推移，這種蛋白質的進化速度比血紅蛋白和肌紅蛋白要慢得多。然而，一些可能的功能是
1. 神經血紅蛋白增強了對代謝活躍神經元線粒體的 O2 供應。這一假設得到了支援，因為神經血紅蛋白主要存在於代謝活躍的細胞和亞細胞區室中。此外，神經血紅蛋白的濃度與線粒體的分佈密切相關；然而，它並沒有完全定位於這個特定的細胞器中。在神經血紅蛋白中，體外觀察到的亞鐵 (Fe2+) 神經血紅蛋白快速自動氧化為鐵 (Fe3+) 神經血紅蛋白會抑制 O2 與神經血紅蛋白的有效結合，但有利於神經血紅蛋白參與某種型別的氧化還原反應（見下文）。
2. 在細胞培養系統中，神經血紅蛋白的表達可能由缺氧誘導。許多動物的神經系統不太可能習慣低 O2 供應，因此這一理論仍然存在矛盾。在許多必須依賴較低氧氣水平的魚類物種中，神經血紅蛋白的含量遠高於那些不需要處理這種氧氣水平的物種。
3. 與其他型別的血紅蛋白一樣，神經血紅蛋白除了 O2 之外還與其他氣體配體結合。在體外施加過量的 NO 的情況下，透過還原性亞硝基化建立了 Ngb-Fe2+-NO 形式，然後分解了劇毒的 ROS 成分過氧化亞硝酸鹽，導致 Ngb-Fe3+-NO。因此，有人提出神經血紅蛋白在 PO2 較低且 NO 水平升高時，具有與 Mb 相似的作用，充當 NO-二加氧酶。在低氧條件下，脫氧 Ngb 可能與 NO2– 反應，導致形成 NO。
神經血紅蛋白的最新發現，顯示出血紅素六配位，對我們理解人類和其他脊椎動物的 O2 代謝具有重大影響。四種血紅蛋白型別（血紅蛋白、肌紅蛋白、神經血紅蛋白和細胞血紅蛋白）截然不同的表達模式強烈地暗示了不同的作用。此外，可以想象，神經血紅蛋白將為我們瞭解脊椎動物血紅蛋白的祖先功能，特別是神經系統內的祖先功能，帶來新的視角。
科學家們已經瞭解到神經血紅蛋白可以保護細胞免受中風損傷、澱粉樣蛋白毒性和缺氧引起的損傷。神經血紅蛋白存在於大腦的不同區域，尤其是在稱為神經元的腦細胞中含量很高。科學家們將腦神經元中低水平的神經血紅蛋白與阿爾茨海默病風險增加聯絡起來。最近的研究表明，神經血紅蛋白透過維持線粒體的功能和調節細胞中重要化學物質的濃度來保護細胞。然而，到目前為止，神經血紅蛋白保護細胞免於自然死亡的確切機制仍不清楚。由加州大學戴維斯分校生物醫學工程教授 Subhadip Raychaudhuri 和奧克蘭大學生物科學教授 Thomas Brittain 領導的研究發現，神經血紅蛋白透過中和形成引發細胞崩潰的蛋白質型別所需的分子，從而保護細胞的線粒體功能。科學家們認為，神經血紅蛋白在神經元中的基本作用是防止由於正常細胞功能相關的壓力而發生的意外細胞死亡。細胞可以透過表達高水平的神經血紅蛋白來保護自己免受觸發導致細胞死亡的事件鏈。線粒體是細胞內微小的“囊泡”，產生細胞用來產生能量的大部分原材料。線粒體還在細胞內和細胞之間的通訊、細胞分化和生長的重要方面發揮著重要作用。當線粒體停止運作時，細胞會迅速死亡。各種各樣的壓力源，如缺氧、營養物質水平低、鈣水平升高或有毒物質的存在，會導致線粒體破裂並釋放一種叫做細胞色素 c 的分子。細胞色素 c 與線粒體外的其他分子結合形成一種叫做凋亡小體的蛋白質。凋亡小體有助於構建一種降解並最終導致細胞崩潰的酶。如果凋亡小體不形成，神經細胞可以從線粒體損傷中存活下來。為了進行他們的研究，研究人員從計算建模中發展了預測，並透過生物學實驗驗證了這些預測。他們發現神經血紅蛋白與細胞色素 c 結合，阻止它形成凋亡小體。這一發現可能為預防和治療阿爾茨海默病提供新的方法。在阿爾茨海默病中，一種有毒型別的蛋白質在腦神經元中積累，導致線粒體破裂和細胞死亡。這一發現表明，高水平的神經血紅蛋白可能透過阻止凋亡小體的形成來緩衝神經元免受這種蛋白質的影響。
1. Burmester, Thorsten. "The Journal of Experimental Biology." What Is the Function of Neuroglobin? Journal of Experimental Biology, 03 Mar. 2009. Web. 22 Nov. 2012. <http://jeb.biologists.org/content/212/10/1423.long>. 2. Pesce, Alessandra. "Neuroglobin and Cytoglobin." US National Library of Medicine. EMPO Reports, 03 Dec. 2002. Web. 20 Nov. 2012. <http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1308314/>. 3. Subhadip Raychaudhuri, Joanna Skommer, Kristen Henty, Nigel Birch, Thomas Brittain. Neuroglobin protects nerve cells from apoptosis by inhibiting the intrinsic pathway of cell death. Apoptosis, 2009; 15 (4): 401 DOI: 10.1007/s10495-009-0436-5