Porphin | Khái niệm hoá học

Porphin

Hemoglobin (hồng cầu của máu) và clorophin (chất diệp lục của cây xanh) có thành phần cơ bản là porphin. Porphin là bộ khung gồm 4 vòng pirole liên kết với nhau bởi các cầu nối metin thành vòng 16 cạnh với 18 electron p có cấu tạo phẳng và có tính thơm. Porphin chứa các nhóm thế khác nhau gọi là porphirin.

Porphin

Hemoglobin

Hemoglobin là một protein phức tạp thuộc loại cromoprotein (protein mang màu). Thành phần của hemoglobin gồm 4 heme (chiếm 4% khối lượng) và globin (chiếm 96% khối lượng phân tử hemoglobin). Mỗi heme là một phức chất của ion Fe²⁺ với vòng porphirin. Hemoglobin làm nhiệm vụ chuyên chở oxi từ phổi đến từ tế bào về phổi để thải ra ngoài nhờ tạo liên kết phối trí của các khí này với ion Fe²⁺.

Cấu trúc 3-chiều của hemoglobin. Bốn đơn vị con được hiển thị bằng màu đỏ vàng, và nhóm heme thì màu xanh lá cây

Các loại huyết sắc tố

Tuỳ theo sự kết hợp các loại chuỗi globin, có các loại huyết sắc tố khác nhau:

- Ở người lớn bình thường chủ yếu là huyết sắc tố A (HbA) được tạo thành từ 2 chuỗi a và 2 chuỗi p ký hiệu là α2β2.

- Huyết sắc tố A2 (HbA2) chiếm tỷ lệ 2-3,5% gồm 2 chuỗi α và 2 chuỗi 5.

- Huyết sắc tố F (còn gọi huyết sắc tố bào thai vì chiếm tỷ lệ rất cao ở giai đoạn cuối của thai nhi và sơ sinh), có cấu tạo gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi y.

Một số huyết sắc tố ở thời kỳ phôi và thời kỳ đầu của bào thai.

- Huyết sắc tố Gower I gồm 2 chuỗi ị và 2 chuỗi 8.

- Huyết sắc tố Gower II gồm 2 chuỗi a và 2 chuỗi 8.

- Huyết sắc tố Porland gồm 2 chuỗi ị và 2 chuỗi y.

Chức năng của huyết sắc tố:

Huyết sắc tố ở trong hồng cầu, nhờ chứa Fe²⁺ có thể oxi hoá do vậy có vai trò vận chuyển oxy từ phổi đến tổ chức và vận chuyển CO₂ từ tổ chức đến phổi, ngoài ra huyết sắc tố còn có vai trò làm đệm để trung hoà các H⁺ do tổ chức giải phóng ra.

Qua nghiên cứu người ta thấy ái tính với oxy của huyết sắc tố diễn tiến theo đồ thị hình xích ma, điều đó giúp huyết sắc tố được oxi hoá hoàn toàn ở mao mạch phổi, nơi đó phân áp riêng phần oxy cao (100mm Hg) và giúp huyết sắc tố giải phóng phần lớn oxy ở tổ chức (Phân áp oxy $\le$40mm Hg).

Ngoài ra người ta còn thấy độ bão hoà oxy của huyết sắc tố phụ thuộc vào pH của môi trường (hiệu ứng Bohor). Khi pH thấp, đường bão hoà oxy chuyển phải, giúp giải phóng oxy. Khi pH cao, đường thể hiện bão hoà oxy chuyển trái . Như vậy ở tổ chức chuyển hoá nhiều, pH thấp làm cho huyết sắc tố dễ giải phóng oxy.

Clorophin

Clorophin là phức của một loại porphirin với ion Mg²⁺. Đó là chất diệp lục, đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hóa của cây xanh.

Clorophin có công thức cấu tạo thu gọn như sau: