Hämoglobin: Porträt eines Proteins in Aktion

Der Übergang von einer anaeroben zu einer aeroben Lebensweise war ein bedeutender Schritt in der Evolution, weil er ein reiches Energiereservoir nutzbar machte. Aus Glucose kann in Anwesenheit von Sauerstoff 15-mal mehr Energie gewonnen werden als in seiner Abwesenheit. Einzeller und andere kleine Organismen können Sauerstoff direkt aus der Luft oder dem umgebenden Wasser in Zellen aufnehmen, die aktiv Stoffwechsel betreiben. Bei Wirbeltieren haben sich zwei grundlegende Mechanismen entwickelt, um Zellen adäquat mit Sauerstoff zu versorgen. Der erste Mechanismus ist ein Kreislaufsystem, das Sauerstoff aktiv an die Zellen des gesamten Körpers verteilt, der zweite ist die Verwendung der Proteine Hämoglobin und Myoglobin für den Transport und die Speicherung von Sauerstoff. Das in den Erythrocyten (rote Blutkörperchen) enthaltene Hämoglobin ist ein faszinierendes Protein: Es sorgt für einen effizienten Transport von Sauerstoff von der Lunge zu den Geweben und trägt zudem zum Rücktransport von Kohlendioxid und Wasserstoffionen zur Lunge bei. Das in den Muskeln enthaltene Myoglobin enthält Sauerstoffreserven.