La protoporfirina IX es un compuesto orgánico , clasificado como porfirina , que desempeña un papel importante en los organismos vivos como precursor de otros compuestos críticos como el hemo ( hemoglobina ) y la clorofila . Es un sólido de color intenso que no es soluble en agua. El nombre suele abreviarse como PPIX .
La protoporfirina IX contiene un núcleo de porfina , un macrociclo de tetrapirrol con un marcado carácter aromático . La protoporfirina IX es esencialmente plana, excepto por los enlaces NH que están curvados fuera del plano de los anillos, en direcciones opuestas (trans). [2]
Nomenclatura
El término general protoporfirina se refiere a derivados de porfina que tienen los átomos de hidrógeno externos en los cuatro anillos de pirrol reemplazados por otros grupos funcionales. El prefijo proto a menudo significa "primero" en la nomenclatura científica (como protóxido de carbono ), por lo que se cree que Hans Fischer acuñó el nombre de protoporfirina como la primera clase de porfirinas. [3] Fischer describió que el hemo privado de hierro se convirtió en la "proto" porfirina, particularmente en referencia a la porfirina de Hugo Kammerer. [4] [5] En los tiempos modernos, 'proto-' especifica una especie de porfirina que porta grupos laterales metilo, vinilo y carboxietilo/propionato. [6]
Fischer también generó el sistema de denominación con números romanos que incluye 15 análogos de protoporfirina; sin embargo, el sistema de denominación no es sistemático. [7] Un nombre alternativo para el hemo es protoporfirina IX de hierro (PPIX de hierro). PPIX contiene cuatro grupos metilo −CH 3 (M), dos grupos vinilo −CH=CH 2 (V) y dos grupos de ácido propiónico −CH 2 −CH 2 −COOH (P). El sufijo "IX" indica que estas cadenas aparecen en el orden circular MV-MV-MP-PM alrededor del ciclo exterior en las siguientes posiciones respectivas: c2,c3-c7,c8-c12,c13-c17,c18. [7]
Los puentes de metino de PPIX se denominan alfa (c5), beta (c10), gamma (c15) y delta (c20). En el contexto del hemo, la biotransformación metabólica por la hemo oxigenasa da como resultado la apertura selectiva del puente alfa-metina para formar biliverdina / bilirrubina . En este caso, la bilina resultante lleva el sufijo IXα, que indica que la molécula original fue protoporfirina IX escindida en la posición alfa. La oxidación no enzimática puede provocar que el anillo se abra en otras posiciones del puente. [8] El uso de letras griegas en este contexto se origina en el trabajo pionero de Georg Barkan en 1932. [9]
Propiedades
Cuando se ilumina el compuesto con luz ultravioleta, éste emite fluorescencia con un color rojo brillante.
También es el componente de la cáscara de los huevos que les da su característico color marrón. [10]
ocurrencia natural
El compuesto se encuentra en la naturaleza en forma de complejos donde los dos átomos de hidrógeno internos son reemplazados por un catión metálico divalente . Cuando forma un complejo con un catión de hierro (II) (ferroso) Fe 2+ , la molécula se llama hemo . Los hemos son grupos protésicos en algunas proteínas importantes. Estas proteínas que contienen hemo incluyen hemoglobina, mioglobina y citocromo c . También se pueden formar complejos con otros iones metálicos, como el zinc . [11]
La protoporfirina IX es un precursor importante de grupos protésicos biológicamente esenciales como el hemo, el citocromo c y las clorofilas. Como resultado, varios organismos pueden sintetizar este tetrapirrol a partir de precursores básicos como la glicina y la succinil-CoA o el ácido glutámico . A pesar de la amplia gama de organismos que sintetizan protoporfirina IX, el proceso se conserva en gran medida desde bacterias hasta mamíferos, con algunas excepciones distintas en las plantas superiores. [12] [13] [14]
En la biosíntesis de esas moléculas, el catión metálico se inserta en la protoporfirina IX mediante enzimas llamadas quelatasas . Por ejemplo, la ferroquelatasa convierte el compuesto en hemo B (es decir, Fe-protoporfirina IX o protohema IX). En la biosíntesis de clorofila, la enzima quelatasa de magnesio la convierte en Mg-protoporfirina IX.
Derivados de metaloprotoporfirina IX descritos
La protoporfirina IX reacciona con las sales de hierro del aire para formar el complejo FeCl(PPIX). [15] El hemo coordinado con cloro se conoce como hemina. Muchos metales distintos del Fe forman complejos similares al hemo cuando se coordinan con PPIX. De particular interés son los derivados del cobalto porque también funcionan como portadores de oxígeno. [16] Otros metales (níquel, estaño, cromo) han sido investigados por su valor terapéutico. [17]
Palepron es la sal disódica de la protoporfirina IX. [18]
Historia
Es posible que Laidlaw haya aislado PPIX por primera vez en 1904. [5]
Importancia clínica
La fluorescencia de protoporfirina IX procedente de la administración de 5-ALA se utiliza en la cirugía del glioblastoma guiada por fluorescencia . [19] [20]
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