人類的血紅蛋白為什麼會進化成優先攝取一氧化碳，而非氧氣？

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正相反。

血紅蛋白的空間結構恰恰不利於CO的直線型配位（會和Gly-139位阻），而氧氣分子能被蛋白環境里的氫鍵穩定，形成折角型的配位，增加了氧和血紅蛋白的親和性。圖中平面上加粗的線條是卟啉環。

一方面用位阻削弱了CO的親和力，一方面又提高了氧氣的親和力。CO/O2在化學環境下的和卟啉鐵配位常數比的量級是萬比一，而在蛋白環境下這個量級降低到百比一，這也叫discrimination CO/O2。

所以你們看蛋白已經這麼努力了，誰讓CO的配位能力太強，蛋白也很無奈的好嘛。

進化會變成這樣，都是隨機的，沒有為什麼。問題更應該問：進化出這樣的bug，為什麼沒有被淘汰掉？因為一氧化碳自然界含量非常少，優先結合一氧化碳對生物沒有淘汰的作用。誰能想到幾百萬年後人類學會了燒煤燒炭呢？

人身上這樣的bug太多了。很多毒藥都和一氧化碳差不多，比如河豚毒素優先結合鈉離子通道，氰化物優先結合呼吸酶。要是沒有bug，人豈不是百毒不侵了。人類基因組的數據量相當於1.5個G (Bitesize Bio)，想像一下：寫個1.5G的大軟體，有bug不奇怪，沒有bug才奇怪。

看知乎上關於進化的問題，發現大家對進化有一個非常普遍的誤解：以為進化是個完美設計師。其實不是，進化其實更像個修補匠，發現一個bug，打一個補丁，發現一個bug，打一個補丁，補丁本身還會造成新的bug，現存的生物都是補丁疊補丁的產物，而且只有會死機的大bug才補，不會死機的小bug根本不補，湊合能用就行。設計一點都不完美。如果認識到這一點，以下這些問題都很容易回答了：

人類進化了幾百萬年，為什麼現在喝個生水都會拉肚子？ - 醫學

為什麼人類沒有進化出喝海水的能力? - 生物學

為什麼幾億年的進化都沒有產生完美生物？ - 生物學

很簡單，那因為血紅蛋白的活性官能團對一氧化碳的結合能力高於氧氣呀！所以一氧化碳才是有毒的嘛。

就好比，為什麼細胞色素酶進化成對金屬離子的掌控弱於氰離子，任憑後者搶走自己的金屬離子，導致服毒的主人掛掉？……上哪說理去啊，這個真心不是細胞色素酶的錯好嗎，他也不想讓主人吃那玩意兒好嗎……

其實也不能說是人類的血紅蛋白有缺陷。。。畢竟即便是進化得那麼完美的細菌病毒，仍然可以開發抗生素，抗病毒藥。比如你可以設計一款核苷類似物，讓它「欺騙」HIV的逆轉錄酶，就像一氧化碳欺騙血紅蛋白那樣。原則上你是沒辦法設計出一個「百毒不侵」的蛋白的，任何蛋白都有其破綻，既然有破綻就可以開發相應的藥物。所以就像中醫說的，任何事物都有克制的手段，任何蛋白都可以開發出相應的抑製劑。

不過說真的，人要是百毒不侵也不是什麼好事。抗癌藥，降壓藥，胃藥等等都是抑制人自身的蛋白來治病的。真要百毒不侵了也就意味著undruggable（無葯可治）。

可能祖先不燒爐子，沒有一氧化碳中毒的選擇壓力！

這是一個因為缺乏選擇壓力留下來的變異，沒有為什麼。

如果從生化角度，那就是血紅蛋白和一氧化碳親和力更高。

至於進化後來有沒有修復這個問題，我的答案是有。人類通過神經系統的高度發達來產生意識，並且最終依靠獲得知識來避免了這個風險。

這種例子不計其數：

氰離子和細胞色素氧化酶親和力高

阿托品會競爭性抑制膽鹼能受體

砷酸鹽可以競爭性解耦糖酵解

……

我們還在猴的時候血液早就是這個結構了吧。

然而那時候你就是想接觸一氧化碳都接觸不到。

對不起，還沒會用火呢，更不會造封閉空間導致不完全燃燒。

只能坐等著天上打雷劈大樹燃燒正好氧氣不夠你去吸一口一氧化碳。

然後對著自己紅細胞說，看見沒這是有毒的，咱趕緊變異成不結合一氧化碳的細胞吧。

因為沒影響啊，在高氧環境的地球上，哪有一氧化碳大量存在的可能？也就是人類進化到有了屋子，然後在屋裡點火才發現碳毒這個BUG

是bug，不是故意吧。

任何生物物質都首先是物理和化學上的物質，任何生物都不能超越物理和化學的規則。

如果從分子結構上，能起血紅蛋白類似作用的物質必然更與一氧化碳親和，那麼任何以該類似物搬運氧氣的生物都難逃一氧化碳。

假設從分子結構上，存在一些起血紅蛋白類似作用的物質並不更與一氧化碳親和，如果其對應的基因編碼與人類祖先差異過大，而中間沒有一個合適的過度形態，那麼也很難指望該種進化。

我覺得不是進化使然，而是結構使然。

植物中的rubp羧化酶就是這樣，也能親和氧氣，從而進行光呼吸。光呼吸的作用其實仍然存疑，從一般角度看，光呼吸的確是一種浪費。但是這是rubp羧化酶的固有性質，會導致加氧的發生。

所以我覺得，類比一下，血紅蛋白也是這樣的。而且應該是在進化中，會越來越趨於親和氧氣而不是二氧化碳和一氧化碳。

個人猜測是一氧化碳的配位能力遠勝於氧氣，對於血紅蛋白中間的二價鐵有很強的結合作用，形成配合物。

一氧化碳可逆的吧，主要因為一旦吸上了佔位很久，高氧環境可恢復。

人之所以這樣子，並不都是進化的結果

you konw nothing

首先，不要什麼都用進化論去解釋。進化的研究對象怎麼也是代級別的（以人的一代就是20年）。沒有人能在co下活過一代，活不過就沒有後代，沒有後代沒有進化。

其次，血紅蛋白是搬運工，搬運工要拿得起放的下，co是佔座狂魔。血紅蛋白say no。

從「演化」的角度，是人類在「演化」中沒有(或不能）排除掉這個致死優先。

或者說這個「缺陷「沒有影響到人類整體的繁衍。

其實CO是更活潑不穩定的東西，平時空氣中並不會達到致死量，毫無必要嘛。

進化或者演化是一條崎嶇的路，路上的障礙，飛過去走過去爬過去跪過去都是可以的。

你說的這個東西，並不影響通過障礙。

自然選擇，一氧化碳沒能讓優先結合一氧化碳的基因淘汰掉。