Porfiryny i heminy komrkowe cz II barwniki ciowe

Porfiryny i heminy komórkowe (cz. II) Ø Ø Ø barwniki żółciowe, barwniki kału, cytochromy, katalazy, peroksydazy, chlorofil,

Barwniki żółciowe Ø Hemoglobina w I etapie ulega utlenieniu – powstaje zielony barwnik choleglobina (werdoglobina): Ø choleglobiba zawiera cz. COOH 3+ | globiny i jon Fe , CH 2 Ø pierścień porfirynowy ulega CH 2 -CH 2 | CH rozerwaniu między I a II H 3 C | [globulina] IV CH 3 rdzeniem pirolowym, N N Ø w pierścieniach I i II CH HC zanikają grupy metylowe Fe 3+ a powstają grupy N N funkcyjne zawierające tlen, CH 3 O OH H C = HC 2 Ø dalsze przemiany | choleglobiny (werdoglobiny) H 3 C CH = CH 2 przebiegają w wątrobie. choleglobina - werdoglobina | | | | II | | | III | | |

Barwniki żółciowe v Biliwerdyna: Ø choleglogina (werdoglobina) zawiera łańcuchowo połączone cztery rdzenie pirolowe, Ø choleglobina łatwo traci połączenie z cząsteczką globiny oraz atomem żelaza i powstaje biliwerdyna, Ø dalsze przemiany biliwerdyna zachodzą w wątrobie. C | H N | | II | | I N | IV | | | III | | H CH | CH 3 | H | N | | | C | H 3 C | | N HO CH 2 | | H 2 C CH 2 | CH CH 3 CH 2 | CH 2 H 3 C COOH HOOC | H 2 C OH biliwerdyna

Barwniki żółciowe v Bilirubina: Ø biliwerdyna łatwo ulega redukcji i powstaje czerwony barwnik bilirubina, która związana z albuminą występuje w niewielkich ilościach we krwi, Ø bilirubina w wątrobie łączy się z kwasem glukuronowym, powstaje glukurodnid i przechodzi do żółci. | | III | | H N | I | | H C | bilirubina N | H CH | | CH 3 | || | H H H 3 C IV C | II H | N CH 2 | | | CH 2 C | | N | | HO H 2 C | | | CH CH 3 CH 2 | CH 2 H 3 C COOH HOOC | H 2 C OH

Barwniki żółciowe v Mezobilirubina: Ø w jelicie bilirubina podlega dalszym przemianom, grupy winylowe ulegają redukcji do grup etylowych i powstaje mezobilirubina, Ø mezobilirubina ulega dalszej redukcji i powstaje mezobilirubinogen – urobilinogen (bezbarwny): H | N H | | | | III mezobilirubina H H | | | II | | H CH 2 | || H C | H N | || | | CH 3 IV C | H H N H 3 C | I CH 2 | | | N H C || | HO H 2 C CH 3 | CH 2 CH 3 | | CH 2 | CH 3 H 3 C COOH HOOC | H 2 C OH

Barwniki żółciowe v Urobilina i sterkobilina: Ø w jelicie mezobilirubna podlega odwodorowaniu i powstaje pomorańczowożółta urobilina: | urobilina H H N H | C | | III H N | | | II | | H CH 2 | || | N | H C CH 3 IV | H H 3 C | I CH 2 | | | N H C || | HO H 2 C CH 3 | CH 2 CH 3 | | CH 2 | CH 3 H 3 C COOH HOOC | H 2 C OH

Barwniki żółciowe v Sterkobilina: Ø w jelicie urobilina ulega częściowemu uwodorowaniu i powstaje złocistożółta sterkobilina: | | | sterkobilina H H | N H H OH | | | II | N | | III H I | | | H | | | C | || N CH 2 | IV | H C | CH 3 | H H 3 C | | CH 2 | | C || N H | | HO | H H H 2 C CH 3 | CH 2 CH 3 | | CH 2 | CH 3 H 3 C COOH HOOC | H 2 C H Ø w stanach chorobowych wątroby występuje wzmożona produkcja bilirubiny, wzrasta przepuszczalność wątroby dla bilirubiny i glukuronidu bilirubiny, które dostają się do krwi i tkanek (w do tym skóry) dając objaw żółtaczki.

Barwniki kału v Produkty rozkładu hemoglobiny, poprzez barwniki żółciowe ulegające dalszym przemianom w jelicie są wydalane z kałem nadając mu określne zabarwienie: Ø barwniki kału: ü sterkobilina, ü urobilina, ü mezobilifuscyna (produkt rozpadu zawierający dwa rdzenie pirolowe) stanowią barwniki kału, Ø w/w barwniki powstają głównie w wyniku metabolizmu flory bakteryjnej jelita, Ø w przypadku szybkiego przechodzenia miazgi pokarmowej przez przewód pokarmowy bilirubina praktycznie ulega przemianom, stąd kał ma zabarwienie żółte.

Cytochromy v Cytochromy występują praktyczne we wszystkich komórkach, głównie w mitochondriach oraz strukturach analogicznych: Ø cytochromy są katalizatorami oddychania komórkowego, Ø zasadniczo wyróżnia się cytochrom a, b i c, wśród których występują podgrupy różniące się komponentem białkowym, v Cytochrom c – hemoproteid (chromoproteid czerwony) zwierający jedną grupę hemową w cząsteczce, Ø grupa porfirynowa połączona jest z resztą białkową wiązaniami kowalencyjnymi, grupy –SH dwóch reszt cysteiny (reszty cysteiny w łańcuchach bocznych białkawiążą się z resztami winylowymi pierścienia porfirynowego - hemu),

Cytochromy | v Cytochrom cd. : Ø powstaje bardzo trwałe ugrupowanie tioeterowe typu: H 3 C CH – S – CH – białko R Ø wiązanie ulega rozszczepieniu w trakcie hydrolizy, Ø uszeregowanie reszt cysteinowych w α-spirali białka przestrzennie jest dopasowane do cząsteczki hemu, a reszta histydynowa może utworzyć wiązanie koordynacyjne z atomem żelaza, Ø grupa hemowa wbudowana jest głęboko w cząsteczce białkowej, w związku z tym nie reaguje z tlenem, CN-, CO, nie ulega zatruciu przez inhibitory oddechowe. |

Cytochromy Ø Cytochrom c Glu His Wal Glu Ala Thr Lys Cys S | His Lys Wal

Cytochromy v Cytochrom b – jako grupę prostetyczną zawiera protoheminę, wchodzi w skład łańcucha oddechowego, szczególnie w procesie utleniania bursztynianu, posiada zdolność reagowania z tlenem cząsteczkowym, Ø utlenienie cytochromu c i a tlenem atmosferycznym wymaga katalizatora – oksydazy cytochromowej, Ø redukcja cytochromu c wymaga obecności enzymu reduktazy – flawoproteidu, v Cytochrom a – grupa prostetyczna należy do „zielonych” hemin, wykazuje powinowactwo do struktur plazmatycznych, w związku z obecnością reszt lipolifilowych w pierścieniu porfirynowym w I i II rdzeniu pirolowym.

Katalaza i peroksydazy v Katalaza – enzym rozkładający H 2 O 2: Ø cząsteczka zawiera cztery grupy hemowe (protohem) jako grupę czynną. v Peroksydazy – związki utleniające substraty za pośrednictwem nadtlenku wodoru (H 2 O 2): Ø w zależności od pochodzenia zwierają: Ø hem czerwony (protohem) lub związki pokrewne, Ø hem zielony (werdoperoksydazy), Ø peroksydaza wyizolowana w formie krystalicznej posiada jedną resztę protohemową, która przypada na jedną cząsteczkę enzymu.

Chlorofil v Chlorofil – zielony barwnik liści i niezdrewniałych łodyg, należy do porfiryn zawierających w cząsteczkach atom magnezu: Ø budowa cząsteczki: ü w IV rdzeniu pirolowym zawiera dwa dodatkowe atomy wodoru, ü pierścień izocykliczny przy III rdzeniu pirolowym, ü boczny łańcuch alkoholu – fitolu w IV rdzeniu pirolowym (obecność reszty alkoholu warunkuje rozpuszczalność chlorofilu w tłuszczach), Ø większość roślin zawiera dwa r-je: chlorofil a i chlorofil b, które różnią się podstawnikami w II rdzeniu pirolowym, Ø chlorofil jest barwnikiem pośredniczącym w zamianie energii świetlnej w energię chemiczną.

Chlorofil v Wzory grupowe chlorofilu a i b: N HC | N C–H | | | O HC | | | CH 2 | C – OR C II N CH chlorofil b III | IV H 3 C N | | Mg H–C CH 2 CH 3 | CH 2 | | II | | | C–H | | | I O CH 3 | | H 3 C CH 3 | | H | C | H 2 C = HC | chlorofil a CH 3 C=O C – O – CH 3 O OR – reszta fitolu: CH 3 -CH-(CH 2)3 -CH-(CH 2)3 - C = CH-CH 2 -O | CH 3