ESCUELA DE MEDICINA – DEPARTAMENTO DE CIENCIAS FISIOLÓGICAS –BIOQUÍMICA Prof. Ingrist J. Alemán B. PORFIRINAS Las porfirinas son tetrapirroles, consisten en cuatro anillos pirroles (Figura 1) unidos por puentes metenos. Figura 1. Anillo pirrol • • • • Los anillos de porfirinas son enumerados con números romanos del I al IV, comenzando desde arriba y en sentido de las agujas del reloj. Los puentes metenos se ordenan con letras griegas, desde alfa hasta delta, nuevamente en sentido de las agujas del reloj. Las posiciones de los sustituyentes son contadas con números del 1 al 8, comenzando en el anillo I, y procediendo en sentido de las agujas del reloj (Figura 2). La estructura generalmente se representa como una cruz de brazos cortos y los sustituyentes frecuentemente se abrevian como: o A = ácido acético (o CM = carboximetil) o P = ácido propiónico (o CE = carboxietil) o M = metil o V = vinil Representación esquemática Figura 2. Porfirina mostrando sus cuatro anillos pirrólicos. Los nombres de las porfirinas de Interés consisten de una palabra y un número, Ejm: uroporfirina III. La palabra denota la clase de sustituyente (Figura 3) en el anillo y el número denota cómo son ordenados. Existen tres palabras importantes: • Uroporfirina: contiene A y P solamente • • Coproporfirina: contiene M y P solamente Protoporfirina: contiene M, P y V (algunos P se han cambiado por V) Figura 3. Diagramas representando las uroporfirinas, coproporfirinas y las protoporfirinas con sus diferentes sustituyentes. Hay dos importantes series numeradas la I y la III, la series II y IV no ocurren en sistema natural. En la serie I los sustituyentes se repiten de una manera regular, Ejm: AP AP AP AP (comenzando en el anillo I), en la serie III el orden de los sustituyentes en el anillo IV es inverso: AP AP AP PA. En la Figura 4, hay algunos ejemplos de porfirinas con sus nombres correctos: Figura 4. Ejemplos de nomenclatura de porfirina El hierro puede ser adicionado a la protoporfirina IX, el estado de oxidación del hierro y la identidad de la negatividad del counterión cargado determinan el nombre del producto. Ejm.: Si el hierro (II), o ión ferroso, se adiciona el producto es el Hemo (Figura 5). Figura 4. HEMO Si el hierro (III), o ión férrico, se adiciona el producto es: • Hemina, si el counterion es cloruro • Hematina, si el counterion es hidroxido Los porfirinógenos son más reducidos que las correspondientes porfirinas, así la oxidación de un porfirinógeno produce la correspondiente porfirina. El protoporfirinógeno IX es convertido a protoporfirina IX a través de una reacción catalizada por la enzima protoporfirinógeno IX oxidasa. Las porfirinas contienen un sistema conjugado de doble enlaces todos alrededor del anillo tetrapirrol, la resonancia de este sistema hace a las porfirinas más estables que el correspondiente porfirinógeno (Figura 5). Figura 5. Oxidación del Protoporfirinógeno IX a Protoporfirina IX. La reacción es catalizada por la protoporfirinógeno IX oxidasa. SÍNTESIS DEL HEMO La síntesis del hemo ocurre parte en la mitocondria y parte en el citoplasma (Figura 6). El proceso se inicia en la mitocondria porque uno de los