البورفرينات واصباغ الصفراء Prophyrins and bile pigments
البورفرينات هي مركبات حلقيه تتكون
من ارتباط اربعة حلقات من البايرول
pyrrole ترتبط مع بعضها البعض عن طريق جسور الميثايل
=CH -methenyl
bridges
ومن صفات البورفرينات هي تكوينها
معقدات مع ايونات المعادن يكون ارتباطها عن طريق ذرة النتروجين الموجودة في حلقة البايرول
وافضل امثلتها هو ارتباط الحديد ليكون اليهم الهيموكلوبين في الدم بالحيوان وكذلك ارتباط
المغنسيوم بالبايروفين فيسمى الكلوروفيل chlorophyll وهذا مايعرف بالصبغة الخضراء في
النبات في الطبيعة تكون البورفرينات المعدنية مرتبطة مع البروتين فتكون عدد من المركبات
المهمة بايولوجيا والتي تؤدي وظيفة حيوية هي :
1- الهيموكلوبين hemoglobin
وهو بورفرين حديد مرتبط ببروتين
الكلوبين وظيفته نقل الاوكسجين بالدم من الرئتين الى انسجة الجسم اما المايوكلوبين
وظيفته خزن الاوكسجين في العضلات لتوفيره عند الحاجة .
2- الارثروكريورين erythrocruorin
هو بورفرين حديد مرتبط ببروتين
موجود في الدم وسائل انسجة الجسم في بعض الفقريات مثل الزواحف والطيور والاسماك وظيفته
هي نفس وظيفة الهيموكلوبين
3- المايوكلوبين myoglobin
وهي الصبغة التنفسية التي تكون
في خلايا العضلات للفقريات واللافقريات إن جزيء المايوكلوبين مشابه ل Subunit للهيموكلوبين اي وحدة
واحده تسمى بال Subunite من الهيموكلوبين المتكون من أربع وحدات Subunite.
4- السايتوكروم cytochrome
هي مركبات تعمل على نقل الألكترونات
في تفاعلات الأكسدة والأختزال بالخليه مثال ذلك السايتوكروم الذي له وزن جزيئي
13000 وهو يحتوي وزن ذري واحد من الحديد لكل مول من السايتوكروم وهي بروتينات رئيسية.
5- انزيمات الكاتاليز Catalases
هي انزيمات بورفرين الحديد لها
وزن جزيئي يبلغ 250,000، وهو يحتوي اربع اوزان ذرية غرامية حديد لكل مول من الانزيم،
وهناك انزيمات البيروكسيديز peroxidase وهو مشابه في عمله للكاتاليز وظيفته تكسير بيروكسيد الهيدروجين
إلى ماء وأوكسجين H2O, 1/2O .
6- انزيم الترتبوفان بايروليز The trypto phan pyrrolase
هذا الأنزيم يعمل على اكسدة الحامض
الاميني الترتبوفان ليكون فورمايل كاينورينين formyl kynurenine وهو بروتين بورفرين حديد.
تركيب البورفرين structure of prophyrin
ان البورفرينات تتكون من نواة البورفرين
المتكونه من أربعة دايرولات مرتبطه بجسور المثينايل كامين :
أن المواقع الهيدروجينيه الثمانية المذكورة هي مواقع ربط السلاسل الجانبية التي تربط نواة البورفرين وهي :
1- Methyl-CH3
2- AcetateA-CH3COOH
3- Propionate P-CH2-CH2COOH
ان كل من مجاميع التعويض (A. P) بمواقع الهيدروجين
متناظرة التوزيع فيكون البورفرين من النوع الأول اما إذا كانت غير متناظرة فيكون من
النوع الثالث Prophyrin type III ان النوعين الثالث والأول هما اللذان وجدا في الطبيعة.
تخليق البورفرين biosynthesis of prophyrin
ان كلاً من بورفرينات الحديد وهي
الكلورفيل في النبات والهيم في هيموكلوبين الحيوان هما يخلقان بالخليه الحية active succinate وهو مساعد الانزيم A المشتق من succinyl Co A succinate في المايتوكندريا من دورة TCA يتفاعل مع glycine، ان المركب pyridoxol
phosphate يعمل على تنشيط glycine ويكون نتيجة التفاعل
وهو تكثيف ال succinyl co A و glycine ليكون a- ami o - B- ketoadipic acid ولذي بدوره يفقد مجموعة كاربوكسيل بعملية decarboxylation ليكون S-amino levulinic acid (Amlev) بمساعدة انزيم Amlev synthetase الموجود في كبد الثديات
وبالذات في المايتوكندريا لخلايا الكبد ثم تتبعها خطوة أخرى من التفاعل ولكن في السايتوسول
وهي جزيئتين من ال Amlev يحصل لها عملية تكثيف وخروج جزيئة ماء وينتج جزيء واحد من prophobilinogen ان تكوين البورفرين tetrapyrrole يحصل بعملية تكثيف
لأربع جزيئات من ال monopyrrole
مشتقه من prophobilinogen, اما ال methylene فأن مصدر كاربونه هو
من glycine يعمل كاربون methylene على ربط مجاميع ال pyrrole الأربعه في تركيب tetrapyrrole ليكون بورفرين.
ان نوع البورفرين النوع الأول والثالث
يتكون في الطبيعة وأن النوع الثالث له نظائر متعددة كمجموعة الهيم والسايتوكرومات،
وتم حاليا تكوين uro porphyrinogen III من تكثيف prophobilinogen, اما ال copro porphyrinogen فانه يتكون من uro porphyrinogen بعملية ازالة مجموعة الكاربوكسيل decarboxylation ل acetate فيتحول إلى methyl.
تكوين الهيم Formation of heme
ان تخليق الهيم يتم بأدخال الحديدوز
في البروتو بورفرين
protoporphyrine ويتم ذلك بمساعدة انزيم heme synthetase ويمكن أن يتم هذا التفاعل
بدون الأنزيم ولكن وجود الأنزيم يسرع كثيراً من التفاعل، ان تخليق مشتقات البورفرين
من ال prophobilinogen موضوع في المخطط التالي :
ان كل البورفرينات المذكوره هي
1- Uro porphyrinogen I
2- Uro porphyrinogen II
3- Copro porphyrinogen I
4- Copro porphyrinogen III
5- Proto porphyrinogen III
وهي كلها عديمة اللون وذلك لأحتوائها
على 6 ذرات هيدروجين وهي البورفرينات المولدة للبورفرينات الملونة بعد فقد 6 ذرات هيدروجين
من كل منها والتي سيتم ذكرها لاحقاً.
المصادر
- Rayati, Saeed; Malekmohammadi, Samira (2016). "Catalytic activity of multi-wall carbon nanotube supported manganese (III) porphyrin: an efficient, selective and reusable catalyst for oxidation of alkenes and alkanes with urea–hydrogen peroxide". Journal of Experimental Nanoscience. 11 (11): 872. Bibcode:2016JENan..11..872R. doi:10.1080/17458080.2016.1179802.
- Ivanov, Alexander S.; Boldyrev, Alexander I. (2014). "Deciphering aromaticity in porphyrinoids via adaptive natural density partitioning". Organic & Biomolecular Chemistry. 12 (32): 6145–6150. doi:10.1039/C4OB01018C. PMID 25002069.
- Lash, Timothy D. (2011). "Origin of aromatic character in porphyrinoid systems". Journal of Porphyrins and Phthalocyanines. 15 (11n12): 1093–1115. doi:10.1142/S1088424611004063.
- Harper, Douglas; Buglione, Drew Carey. "porphyria (n.)". The Online Etymology Dictionary. Retrieved 14 September 2014.
- Scott, L. J.; Goa, K. L. (2000). "Verteporfin". Drugs & Aging. 16 (2): 139–146, discussion 146–8. doi:10.2165/00002512-200016020-00005. PMID 10755329.
- Karl M. Kadish, ed. (1999). The Porphyrin Handbook. Elsevier. p. 381. ISBN 9780123932006.
- Zhang, Bo; Lash, Timothy D. (September 2003). "Total synthesis of the porphyrin mineral abelsonite and related petroporphyrins with five-membered exocyclic rings". Tetrahedron Letters. 44 (39): 7253. doi:10.1016/j.tetlet.2003.08.007.
- Mason, G. M.; Trudell, L. G.; Branthaver, J. F. (1989). "Review of the stratigraphic distribution and diagenetic history of abelsonite". Organic Geochemistry. 14 (6): 585. doi:10.1016/0146-6380(89)90038-7.
Comments
Post a Comment