细胞色素氧化酶与一氧化碳之间的平衡

一个进化论的论点试图追踪血红蛋白从细胞色素氧化酶等呼吸色素的发展，前提是后者除了对氧的高亲和力外，还具有一个近乎双曲的平衡函数，并且几乎没有波尔效应（随着酸度升高而对氧的亲和力下降）。由于细胞色素氧化酶与血红蛋白不同，被氧不可逆氧化，因此目前的实验研究其与一氧化碳的结合，与血红蛋白一样，形成了真正的平衡。在所有已知的血红蛋白中，平衡函数的形式和波尔效应的强度在一氧化碳和氧之间是相似的，因此涉及前者气体的观察与后者的关系相关。细胞色素氧化酶与一氧化碳的平衡函数-饱和百分比与CO的分压-略微弯曲（在希尔方程中 n = 1.26；对双曲线而言，n = 1）。在pH 7-8的范围内没有波尔效应。发生半饱和的碳氧化碳压（p(50)）在10-13摄氏度时约为0.17毫米。因此，对一氧化碳的亲和力比通常认为的要高。这些特性与进化论的论点是一致的。它们对细胞色素氧化酶的生理功能也很重要，近乎双曲的平衡功能促进了高饱和度，而缺乏波尔效应使得该酶对高酸度不敏感。平衡函数的轻微弯曲表明细胞色素氧化酶的铁-卟啉单位之间存在一定的相互作用，因此该酶每个分子中必须含有多个这样的单位。建议在细胞色素氧化酶中，两个铁-卟啉基团可能以Fe(++)-O(2)-Fe(++)的方式与一个氧结合；以及血红蛋白的进化经历了一个阶段，其中血红素分开，使得每个血红素只能与一个氧分子结合，因此倾向于保持还原状态；到另一个阶段，在这一阶段中，分开的血红素通过蛋白质相互作用，以促进彼此与氧结合。