Porfyriny
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Porfyriny jsou organické, cyklické sloučeniny, odvozené od tetrapyrrolu porfinu, což je látka tvořená spojením čtyř pyrrolových kruhů pomocí methylenových můstků.
Mají schopnost tvořit komplexy s kovovými ionty, vzniklé metaloporfyriny maji nezastupitelnou úlohu v mnoha metabolických procesech. Metaloporfyrin vázající železo, hem, umožňuje mimo jiné přenos kyslíku červenými krvinkami. Jiný metaloporfyrin, vázající hořčík, chlorofyl, umožňuje fotosyntézu.
Obsah |
[editovat] Vlastnosti porfyrinů
Všechny porfyriny jsou barviva nebo barvivům podobné sloučeniny. V kyselém prostředí rozpuštěné porfyriny při osvětlení UV světlem (400 nm) silně fluoreskují v červené oblasti (605 a 650 nm). Toho se využívá ke stanovení i velmi malých množství porfyrinů.
Jiný způsob stanovení využívá absorbčního spektra. Charakteristickým znakem všech porfyrinů, bez ohledu na postranní řetězec, je úzký absorbční tzv. Soretův pás, s maximem asi 405 nm.
[editovat] Názvosloví
Mnoho porfyrinů má triviální názvy. Kromě toho existují další dvě platné nomenklatury. Starší a používanější je názvosloví, které vypracoval Hans Fisher. IUPAC vytvořila nové, modernější názvosloví, v biochemické literatuře se ale používá zřídka.
[editovat] Izomerie
Přírodní porfyriny mají vodíky pyrrolových jader nahrazeny postranními řetězci. Porfyriny mohou obsahovat čtyři typy substituentů:
- Postranní řetězce porfyrinů
| název | vzorec | zkratka |
|---|---|---|
| methyl | CH3 | M |
| acetát | CH2COOH | A |
| propionát | CH2CH2COOH | P |
| vinyl | CH = CH2 | V |
Každý porfinový kruh má 8 poloh pro substituci. Je tedy jasné, že vzniká množství izomerů. Označují se římskými číslicemi za názvem porfyrinu.
Porfyriny, které mají substituenty uspořádané symetricky, se nazývají porfyriny I. typu. Asymetrické porfyriny jsou porfyriny III. typu. V přírodě se vyskytuje pouze I. a III. typ porfyrinů, III. typ je častější a významnější.
[editovat] Biologicky důležité metaloporfyriny
- Hem (Fe2+, Fe3+)
- Chlorofyl (Mg2+)
- Bakteriochlorofyl
- Kobalamin (Co3+)
[editovat] Hemoproteiny
Hem je nejvýznammějším metaloporfyrinem. Tvoří prostetickou skupinu v mnoha životně důležitých enzymech, jako jsou například:
- Hemoglobiny
- Myoglobiny
- Cytochromy
- Cytochrom c
- Cytochrom P-450
- Katalázy
[editovat] Biosyntéza hemu
Biosyntéza hemu je velmi dobře prozkoumaný proces. Odehrává se hlavně ve vývojových stadiích červených krvinek v kostní dřeni (viz Krvetvorba) a v játrech. Probíhá ale ve všech savčích buňkách, které mají mitochondrie.
Výchozí látkou pro syntézu je sukcinyl-CoA (z Krebsova cyklu) a aminokyselina glycin. Produktem je kyselina α-amino-β-ketoadipová, která v reakci katalyzované enzymem ALA-synthasou dekarboxyluje na kyselinu δ-aminolevulovou (ALA). ALA-synthasa je regulačním enzymem, který určuje rychlost celé syntézy hemu.
Dvě molekuly ALA kondenzují za vzniku dvou molekul vody a porfobilinogenu (PGB). Čtyři molekuly PGB následně kondenzují za vzniku lineárního tetrapyrrolu, hydroxymethylbilanu, který spontánně cyklisuje na uroporfyrinogen I, nebo je přeměněn na uroporfyrinogen III. Uroporfyrinogen je přeměněn na koproporfyrinogen. Koproporfyrinogen III je dále přeměněn na protoporfyrinogen III a ten je dále metabolizován na protoporfyrin III.
Do protoporfyrinu III je pak inkorporován iont železa za vzniku hemu.
[editovat] Poruchy syntézy hemu
Při složitosti metabolických pochodů, které jsou potřeba k syntéze hemu, je jasné, že porucha jakéhokoliv enzymu, který katalyzuje kteroukoliv z dílčích reakcí syntézy, se naruší celý metabolismus porfyrinových látek. Dochází k hromadění metabolitů před metabolickým blokem nebo k chybění produktu za ním.
Mutace genů, které řídí syntézu enzymů působících při biosyntéze hemu, způsobuje celou řadu vrozených metabolických chorob, známých jako porfyrie.
[editovat] Porfyriny v lékařství
Bylo zjištěno, že některé nádory přijímají více porfyrinů než normální tkáň. Pacientovi je podán hematoporfyrin nebo příbuzná látka a nádor je pak ozářen argonovým laserem. To excituje porfyriny nahromaděné v nádorových buňkách, což má cytotoxický efekt.
Tomuto způsobu léčby se říká nádorová fototerapie.
[editovat] Související články
[editovat] Externí odkazy
[editovat] Literatura
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 4. vyd. v ČR. Praha: H & H, 2002. ix, 872 s. ISBN 80-7319-013-3.
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 3. vyd. v ČR. Praha: H & H, 2001. ix, 872 s. ISBN 80-7319-003-6.
- MURRAY, Robert K., et al. Harperova biochemie. Z angl. 23. vyd. přel. Lenka Fialová et. al. 2. vyd. v ČR. Praha: H & H, 1996. ix, 872 s. ISBN 80-85787-38-5.
