Порфирины – это ярко окрашенные соединения.
Порфирины обладают крайне высокими молярными
коэффициентами светопоглощения — порядка 105. Это обусловлено протяженной сопряженной электронной системой порфирина
21
Гем=небелковая часть гемоглобина
Некоординированные («чистые») порфирины
не проявляют биологической активности в
организме человека,
они работают только в комплексе с металлами (гем =
комплекс порфирина
ииона железа).
Внекординированном виде порфирины
встречаются в качестве пигментов в скорлупе яиц, птичьих перьях и покровах червей.
22
Макроциклический эффект
Порфирины в сравнении с другими органическими лигандами образуют комплексы
наиболее прочные из всех известных.
23
Макроциклический эффект
Макроциклические соединения, выступающие в роли лигандов, способны располагать свои донорные атомы в пространстве таким образом, что образуется готовое координационное соединение, в которое встраивается ион-комплексообразователь. Макроциклические лиганды высоко селективны, т.е. образуют особо прочные
комплексы с катионам определённого размера. Сочетание селективности макроциклических лигандов с высокой прочностью образующихся комплексов носит название макроциклического эффекта. Устойчивость этих соединений так
же отчасти объясняется хелатным эффектом.
24
3.
Биологические
функции
металлопорфирино
в.
На примере
гемоглобина и хлорофилла
25
Порфирины обладают уникальной структурой, благодаря которой занимают особое место среди БАВ. Образуя металлокомплексы, они учувствуют в различных ОВР, процессах переноса кислорода и фотосинтеза. Природные объекты выполняющие эти функции, представляют собой
сложноорганизованные молекулярные системы, поэтому изучение тонких механизмов их действия связано со значительными трудностями
26
Одним из подходов к их исследованию может служить
создание искусственных моделей, которые
имитируют отдельные стадии упомянутых биологических процессов. Несмотря на заведомое упрощение, такой подход, с одной стороны, позволяет приблизиться к пониманию природы физиологических явлений, а с другой – приводит к созданию инструментов, используемых в терапевтической практике, а также в различных биохимический исследованиях
27
Биологическая роль гемоглобина (HHb):
Белок гемоглобин содержится в эритроцитах и способен транспортировать кислород.
28
Молекула гемоглобина состоит из 4 гемов, которые объединены глобиновыми цепями. Комплексообразователем в гемоглобине является ион железа (II), который предоставляет шесть свободных атомных орбиталей для образования шести связей по донорно-акцепторному механизму. Гем гемоглобина представляет собой
порфириновый лиганд , который является тетрадентатным, то есть может образовать с ионом желез четыре связи. Пятая связь образуется с белковой частью (глобином), шестая связь является лабильной и образуется с молекулой воды
30