PORFİRİNLER

Porfirinler Porfirin halka sistemi içeren renkli maddelerdir.

Porfirin halka sisteminin en basit temel maddesi pirol halkasıdır.

Porfirin halka sistemindeki pirol halkalarının N atomlarına Fe, Mg, Co, Zn, Ni, Cu gibi metallerin iyonlarının bağlanmasıyla metaloporfirinler diye tanımlanan çeşitli porfirin bileşikleri oluşur.

Dört pirol halkası metenil (=CH-, metin) köprüleri ile birbirine bağlanırsa porfin halka sistemi oluşur.

Porfin halka sistemindeki pirol halkalarına çeşitli yan zincirlerin eklenmesiyle porfirin halka sistemi oluşur. Asetil (A) ve metil (M) küçük takılardır; propiyonil (P), vinil (V), etil (E) ve hidroksietil (EOH) büyük takılardır.

Porfirinler, porfirin halka sistemini oluşturan pirol halkalarına bağlı takıların türüne göre isimlendirilirler ve sınıflandırılırlar; ayrıca her sınıfın alt sınıfları vardır takıların diziliş sırasına göre çeşitli izomer şekiller oluşur ki doğada en çok tipI ve tip III izomer şekiller bulunur

Üroporfirinler (URO), Koproporfirinler (KOPRO) Mezoporfirinler, Hematoporfirinler, Döteroporfirinler Protoporfirinler (PROTO)

UROPORFİRİN I UROPORFİRİN III P A P A P A A A A P P P A P A P A: ASETİK ASİT CH2-COOH P:PROPİYONİK ASİT CH2-CH2-COOH

KOPROPORFİRİN I KOPROPORFİRİN III P M P M P M M M M P P P M P M P M: METİL CH3 P:PROPİYONİK ASİT CH2-CH2-COOH

MEZOOPORFİRİN 9 HEMATOPORFİRİN 9 EOH M E M M M M M P P EOH E M P M P E: ETİL CH2H5 EOH: ETİL HİDROKSİT CHOH-CH3

PROTOPORFİRİN 9 DÖTEROPORFİRİN 9 M V M M M M M P P V M P M P M: METİL CH3 V: VİNİL CH-CH2

Kanın kırmızı rengini veren hemoglobin, kasların kırmızı rengini veren miyoglobin, sitokromlar, sitokrom oksidaz, katalaz ve peroksidaz, demir-porfirin bileşikleridirler; Bitkilerin yeşil rengini veren klorofil ise magnezyum-porfirin bileşiğidir

Eritrositlerde bulunan ve kana kırmızı rengini veren hemoglobinin yapısında bulunan hem, önemli bir demir-porfirin bileşiğidir.

Dört molekül porfobilinojen, üroporfirinojen I sentaz (porfobilinojen deaminaz) ve üroporfirinojen III kosentaz etkisiyle hidroksimetilbilan ara ürünü üzerinden üroporfirinojen III (ÜRO III) oluşturur.

Üroporfirinojen III, üroporfirinojen dekarboksilaz etkisiyle koproporfirinojen III’e dönüştürülür.

Koproporfirinojen III, mitokondriye taşınır ve burada mitokondriyal bir enzim olan Koproporfirinojen oksidaz, koproporfirinojen III’den protoporfirinojen IX oluşturur

Mitokondride protoporfirinojen oksidaz etkisiyle, protoporfirinojen IX’dan protoporfirin IX oluşur

Aktivite için redükleyici ajanlara gereksinim gösteren ferroşelataz, protoporfirin IX içerisine demir yerleşimini katalizler ve böylece hem molekülü oluşur Hem, ALA sentazın feedback inhibitörüdür.

Hemoglobin molekülü 4 hem ve 1 globin içerir Hemoglobin, molekülündeki hemlerde içerdiği toplam 4 adet Fe2+ sayesinde akciğerlerden dokulara O2 molekülü taşıyabilmektedir. Hemoglobinin protein komponenti olan globin, 4 polipeptit zincirden yapılmıştır.

Hemoglobin molekülü 4 hem ve 1 globin içerir

Hemoglobindeki 4 hemin her biri bir protoporfirin III ve bir Fe2+ içerir. Hemoglobin, molekülünde içerdiği toplam 4 adet Fe2+ sayesinde akciğerlerden dokulara O2 molekülü taşıyabilmektedir. 1 hemoglobin molekülü toplam 4 adet O2 molekülü bağlayarak taşıyabilir.

Hemoglobinin protein komponenti olan globin, glisince fakir bazik amino asitlerce zengin bir proteindir; 4 polipeptit zincirden yapılmıştır.

Hemoglobin bileşikleri Oksihemoglobin (HbO2) Karbaminohemoglobin Karboksihemoglobin (HbCO) Methemoglobin Sulfhemoglobin Azotmonoksit hemoglobin Siyanhemoglobin

Miyoglobin başlıca kırmızı kaslarda özellikle kalp kasında yüksek konsantrasyonda bulunur 153 amino asitten oluşan bir polipeptit zinciri ve bir hem grubu içerir

Miyoglobin prostetik grubu hem olan bir kromoproteindir; başlıca kırmızı kaslarda özellikle kalp kasında yüksek konsantrasyonda bulunur 153 amino asitten oluşan bir polipeptit zinciri ve bir hem grubu içerir

Miyoglobinin hem grubundaki Fe2+, O2 ile reversibl olarak bağlanabilir.

Kanda miyoglobin artması miyokard infarktüsünün tanısı açısından önemlidir.

Sitokromlar prostetik grup olarak bir demir-porfirin bileşiği olan hem içeren elektron taşıyıcı proteinlerdir. mitokondrilerin iç membranlarında bulunurlar. Sitokromlar, ışık absorpsiyon spektrumlarındaki farklılıklara göre sitokrom a, sitokrom b ve sitokrom c olmak üzere üç sınıfa ayrılırlar

Porfirin metabolizması Kemik iliğinde hemoglobin oluşturmak üzere, karaciğerde de sitokromları oluşturmak üzere porfirin sentezlenir. Porfirin sentezi için temel prekürsör, glisin amino asidi ile süksinil-KoA’dır. Mitokondride oluşan hem, mitokondri dışında, ribozomlarda sentez edilmiş olan globin ile birleşerek hemoglobin oluşturur.

İnsanlarda porfirin biyosentezinde görevli bazı enzimlerde genetik defekt olması, eritrositlerde, vücut sıvılarında, karaciğerde spesifik porfirin prekürsörlerinin birikmesine yol açar; porfiriyalar diye bilinen bazı genetik hastalıklar ortaya çıkar. Porfiriyalarda mide bağırsak yakınmalarından abdominal ağrı, en sık belirtidir; kabızlık, mide bulantısı ve kusma olabilir. Periferal nöropati, ekstremitede ağrı, duyuda azalma, kas zayıflığı, paralizi, görme kaybı, felç, koma oluşabilir. deride aşırı derecede porfirin birikmesiyle fotosensitivite ve deri lezyonları ortaya çıkar

İnsanlarda hem biyosentezinde görevli bazı enzimlerde genetik defekt olması durumunda, porfiriyalar diye bilinen bazı genetik hastalıklar ortaya çıkar. Kongenital eritropoetik porfiriya hariç tüm porfiriyalar otozomal dominant kalıtılırlar.

Porfirialarda defektli enzim gerisindeki porfirinler ve prekürsörleri vücut dokularında ve vücut sıvılarında birikir.

Porfiriyalar, porfirinlerin ve prekürsörlerinin biriktiği dokulara göre iki sınıfa ayrılabilir.

Porfirialarda biriken bileşiklerin toksik yapısına bağlı olarak her bir porfiriyaya özgü semptom ve belirtiler ortaya çıkar.

Porfiriyalarda mide bağırsak yakınmalarından abdominal ağrı, en sık belirtidir. Kabızlık, mide bulantısı ve kusma olabilir. Porfiriyalarda otonom sinir sistemi anormallikleri olarak taşikardi, hipertansiyon, terleme, idrar retansiyonu gözlenebilir. Periferal nöropati, ekstremitede ağrı, duyuda azalma, kas zayıflığı, paralizi, görme kaybı, felç, koma, ADH’un uygunsuz salınımı belirtileri ile ortaya çıkabilir.