结构生物化学/神经血红蛋白
神经血红蛋白是最近发现的血红蛋白家族成员。这种蛋白质于 2000 年才被发现，其功能尚不完全确定，但有许多假设定义了它的用途。主要的是，它已被证明可以促进神经元在缺氧条件下的存活，这可能潜在地限制脑损伤。它是一种在中枢神经系统、周围神经系统、脑脊液、视网膜和内分泌组织中表达的细胞内血红蛋白。它具有六配位的血红素-Fe 原子，显示出与肌红蛋白相当的 O2 亲和力。
神经血红蛋白的确切生理作用尚不清楚。随着时间的推移，这种蛋白质的进化速度比血红蛋白和肌红蛋白要慢得多。然而，一些可能的功能是
1. 神经血红蛋白增强了对代谢活跃神经元线粒体的 O2 供应。这一假设得到了支持，因为神经血红蛋白主要存在于代谢活跃的细胞和亚细胞区室中。此外，神经血红蛋白的浓度与线粒体的分布密切相关；然而，它并没有完全定位于这个特定的细胞器中。在神经血红蛋白中，体外观察到的亚铁 (Fe2+) 神经血红蛋白快速自动氧化为铁 (Fe3+) 神经血红蛋白会抑制 O2 与神经血红蛋白的有效结合，但有利于神经血红蛋白参与某种类型的氧化还原反应（见下文）。
2. 在细胞培养系统中，神经血红蛋白的表达可能由缺氧诱导。许多动物的神经系统不太可能习惯低 O2 供应，因此这一理论仍然存在矛盾。在许多必须依赖较低氧气水平的鱼类物种中，神经血红蛋白的含量远高于那些不需要处理这种氧气水平的物种。
3. 与其他类型的血红蛋白一样，神经血红蛋白除了 O2 之外还与其他气体配体结合。在体外施加过量的 NO 的情况下，通过还原性亚硝基化建立了 Ngb-Fe2+-NO 形式，然后分解了剧毒的 ROS 成分过氧化亚硝酸盐，导致 Ngb-Fe3+-NO。因此，有人提出神经血红蛋白在 PO2 较低且 NO 水平升高时，具有与 Mb 相似的作用，充当 NO-二加氧酶。在低氧条件下，脱氧 Ngb 可能与 NO2– 反应，导致形成 NO。
神经血红蛋白的最新发现，显示出血红素六配位，对我们理解人类和其他脊椎动物的 O2 代谢具有重大影响。四种血红蛋白类型（血红蛋白、肌红蛋白、神经血红蛋白和细胞血红蛋白）截然不同的表达模式强烈地暗示了不同的作用。此外，可以想象，神经血红蛋白将为我们了解脊椎动物血红蛋白的祖先功能，特别是神经系统内的祖先功能，带来新的视角。
科学家们已经了解到神经血红蛋白可以保护细胞免受中风损伤、淀粉样蛋白毒性和缺氧引起的损伤。神经血红蛋白存在于大脑的不同区域，尤其是在称为神经元的脑细胞中含量很高。科学家们将脑神经元中低水平的神经血红蛋白与阿尔茨海默病风险增加联系起来。最近的研究表明，神经血红蛋白通过维持线粒体的功能和调节细胞中重要化学物质的浓度来保护细胞。然而，到目前为止，神经血红蛋白保护细胞免于自然死亡的确切机制仍不清楚。由加州大学戴维斯分校生物医学工程教授 Subhadip Raychaudhuri 和奥克兰大学生物科学教授 Thomas Brittain 领导的研究发现，神经血红蛋白通过中和形成引发细胞崩溃的蛋白质类型所需的分子，从而保护细胞的线粒体功能。科学家们认为，神经血红蛋白在神经元中的基本作用是防止由于正常细胞功能相关的压力而发生的意外细胞死亡。细胞可以通过表达高水平的神经血红蛋白来保护自己免受触发导致细胞死亡的事件链。线粒体是细胞内微小的“囊泡”，产生细胞用来产生能量的大部分原材料。线粒体还在细胞内和细胞之间的通讯、细胞分化和生长的重要方面发挥着重要作用。当线粒体停止运作时，细胞会迅速死亡。各种各样的压力源，如缺氧、营养物质水平低、钙水平升高或有毒物质的存在，会导致线粒体破裂并释放一种叫做细胞色素 c 的分子。细胞色素 c 与线粒体外的其他分子结合形成一种叫做凋亡小体的蛋白质。凋亡小体有助于构建一种降解并最终导致细胞崩溃的酶。如果凋亡小体不形成，神经细胞可以从线粒体损伤中存活下来。为了进行他们的研究，研究人员从计算建模中发展了预测，并通过生物学实验验证了这些预测。他们发现神经血红蛋白与细胞色素 c 结合，阻止它形成凋亡小体。这一发现可能为预防和治疗阿尔茨海默病提供新的方法。在阿尔茨海默病中，一种有毒类型的蛋白质在脑神经元中积累，导致线粒体破裂和细胞死亡。这一发现表明，高水平的神经血红蛋白可能通过阻止凋亡小体的形成来缓冲神经元免受这种蛋白质的影响。
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