一、血紅蛋白類型

血紅蛋白存在于紅細胞中，是一類高度特異性的蛋白質分子，其主要功能是負責將氧氣從肺部運輸到全身各個組織。每個紅細胞中大約含有300 000 000個血紅蛋白分子，重約30pg。每個血紅蛋白分子由兩對相同的珠蛋白亞單位共四條鏈組成。這四條肽鏈用希臘字母來命名，并分成兩類：α亞基（包括α、ζ-）和β亞基（包括ε、γ、β、δ）。這些肽鏈在個體發育中相繼出現，配對結合后形成以下四種主要的血紅蛋白。

1.胚胎血紅蛋白

胚胎血紅蛋白從妊娠第3天起到第10周內可檢測到，其四聚體形式表現為Hb-Gower1（ζ₂ε₂）、Hb-Gower2（α₂ε₂）、Hb Portland1（ζ₂γ₂）、Hb Portland2（ζ₂β₂）

2.胎兒血紅蛋白

胎兒血紅蛋白（HbF）是妊娠期間的胎兒主要的運氧載體，其四聚體分子為α₂γ₂。

3.成人血紅蛋白

成人血紅蛋白（HbA）在胎兒出生后很快就取代了HbF。其四聚體分子為α₂β₂。

4.微量成人血紅蛋白

微量成人血紅蛋白（HbA₂）其四聚體分子為α₂δ₂。

不同類別血紅蛋白的產生以及其各自停滯在人體發育的特定時期，該過程被稱為“血紅蛋白轉換”（圖1-1）。正常情況下，成人紅細胞含有HbA（97%～98%）、HbA₂（2%～3%）和微量HbF。

圖1-1　紅系在胚胎期、胎兒期及成年期不同發育階段的珠蛋白合成示意圖

二、珠蛋白基因和珠蛋白合成

珠蛋白鏈有非常精細的結構，可確保其在肺泡快速地結合氧氣，然后運送到各個組織中逐步釋放。珠蛋白鏈的精細結構由16號染色體的α基因簇以及11號染色體的β基因簇編碼而成。在結構基因的上游（5′-端）和下游（3′-端）均有數個具有調節功能的核苷酸序列。該核苷酸序列決定了激活何種基因以及基因的表達效率。在成人體內，大部分的珠蛋白在骨髓幼稚紅細胞中合成。正常的珠蛋白鏈必須有正確的結構以及α鏈和β鏈數量的準確配對。若不滿足上述兩條件之一，則可發生單個或兩個等位基因的部分或全部合成障礙。