鐮狀血紅蛋白 與 正常的 血紅蛋白 A 僅有一個 氨基酸不同: 在 beta 鏈 表面上, 位置 6 的 穀氨酸鹽 (glutamate) 被 纈氨酸 (valine) 所取代, 而產生了一個 疏水 點 (圖中以 白色表示)

不管是 正常 或是 鐮狀 的 血紅蛋白, 在 去氧的狀態下, 在分子表面會另有一個 疏水 點 (在模型中, 可看到兩個 白色團基 的地方)

上面兩個 疏水點 會結合在一起, 而使得 去氧血紅蛋白分子 聚集成鏈

由 血紅蛋白 的晶體結構, 可以看到 beta 鏈 位置 6 的 纈氨酸, 與 另一個 血紅蛋白 beta 鏈上的 丙氨酸 70 及 亮氨酸 88 結合在一起
放大的模型

在鐮狀紅血球中, beta 鏈上的 纈氨酸 6, 是結合到另一個 疏水 點 (在一個 alpha 鏈上, 這裡並沒有顯示出來)

這樣聚合在一起的 血紅蛋白, 會使紅血球變形成 鐮狀。 異合體 同時擁有 正常的 血紅蛋白 A 及 突變的 血紅蛋白 S, 血紅蛋白 A 可以 中斷 血紅蛋白的聚合, 以防止 紅血球 嚴重的鐮狀化

而在 純合體 內, 只有 突變的 血紅蛋白 S, 血紅蛋白分子 集結的程度, 則非常嚴重, 造成 "鐮狀細胞貧血症" 的病變

由於 鐮狀血紅蛋白, 不管是在 異合體 或 純合體, 都可以對抗 某一種 瘧疾。 因此雖然經過 演化, 鐮狀血紅蛋白, 依然倖存。 在非洲有些 瘧疾 流行的地方, 鐮狀血紅蛋白 的發生率, 更高達 40%

參考資料