Железо III порфирины

К числу наиболее важных природных хелатирующих агентов относятся производные порфина, молекула которого схематически изображена на рис. 23.6. Порфин может образовывать координационные связи с ионом металла, роль доноров при этом выполняют четыре атома азота. При комплексообразовании с металлом происходит замещение двух указанных на рисунке протонов, которые связаны с атомами азота. Комплексы, полученные с участием производных порфина, называк тся шорфи-ринами. Различные порфирины отличаются друг от друга входящими в них металлами и фуппами заместителей, присоединенными к атомам углерода на периферии лиганда. Двумя важнейшими порфиринами являются гем, который содержит атом желе-за(П), и хлорофилл, который содержит атом магния(П). О свойствах гема мы уже говорили в разд. 10.5, ч. 1. Молекула гемоглобина-переносчика кислорода в крови (рис. 10.10)-содержит четыре гемовые структурные единицы. В геме четыре атома азота порфиринового лиганда, а также атом азота, который принадлежит бе1сковой структуре молекулы гемоглобина, координированы атомом железа, который может координировать еще молекулу кислорода (в красной форме гемоглобина, называемой оксигемоглобином) либо молекулу воды (в синей форме гемоглобина, называемой де-зоксигемоглобином). Схематическое изображение оксигемоглобина дано на рис. 23.7. Как отмечалось в разд. 10.5, ч. 1, некоторые группы, например СО, действуют на гемоглобин как яды, поскольку они образуют с железом более прочные связи, чем О2. [c.376]

Азотистые соединения выделяются из нефтей серной кислотой. Среди азотистых соединений нефти обнаружены, как указывалось выше, порфирины, образующие комплексы с ванадием, никелем или железом. Порфирины входят в состав хлорофилла, позтому их присутствие [c.91]

Железо. Без Ге в листьях не образуется хлорофилл, они заболевают хлорозом. При недостатке железа уменьшается образование этого пигмента и падает интенсивность зеленой окраски. Однако железо не входит в хлорофилл. Долгое время роль его в синтезе этого вещества признавалась косвенной. Полагали, что железо регулирует течение окислительно-восстано-вительных процессов в синтезе хлорофилла. Недавно в эти представления внесена ясность. Оказалось, что ферменты, принимающие участие в образовании хлорофилла, содержат железо. Известна цитохромная система их, ускоряющая реакции окислительного фосфорилирования. В ее составе имеются железо-порфирины, которые переносят электроны при окислении и восстановлении. Принимая электрон, трехвалентное железо превращается в двухвалентное отдавая электрон, двухвалентное железо переходит в трехвалентное. Недостаток железа задерживает и синтез ауксинов в растении. [c.312]

Выход из тупика в третий раз оказался возможен благодаря процессам координационной химии. Появились такие молекулы, состоящие из железа, порфирина и белка, в которых железо могло связывать молекулу кислорода, не окисляясь при этом. Окисление Ре(П) после первой стадии связывания в них не осуществляется. Кислород просто переносится в различные участки организма, чтобы высвободиться при надлежащих условиях-кислотности и недостатке кислорода. Одна из таких молекул, гемоглобин, [c.260]

Гем, или порфирин железа, входит также в активные центры ферментов, таких, как пероксидаза и каталаза. Многие другие переходные металлы также являются важнейшими участниками ферментативного катализа некоторые из них будут обсуждены в гл. 21. В результате появления миоглобина и гемоглобина были сняты ограничения на размеры живых организмов. Это привело к появлению разнообразных многоклеточных организмов. Поскольку переходные металлы и органические циклические системы с двойными связями, подобные порфиринам, чрезвычайно приспособлены к поглощению видимого света, а их комбинации проявляют разнообразные окислительно-восстановительные свойства, жизнь можно рассматривать как одну из областей, где протекают процессы координационной химии. [c.262]

Особое место среди азотистых соединений нефти принадлежит порфиринам (XV), которые обнаружены во многих нефтях и в свободном состоянии, но чаще в виде комплексов с ванадием, никелем или железом [c.40]

Широко распространенные комплексные соединения железа с порфиринами не являются единственными биологически активными соединениями этого металла. Важные биологические функции (перенос электронов, восстановление при фиксации СО2, восстановление при фиксации N2, окисление сукцината при окислительном фосфорилировании и др.) выполняют белки, содержащие железо, связанное с серой сера представлена или сульфгидрильной формой (цистеин), или так называемой лабильной серой (вероятно, 5 - или Н8 ), число атомов которой чаще всего равно числу атомов железа в молекуле белка. [c.366]

Другая группа оксидаз, называемая гемопротеидами, содержит в качестве простетической группы гемин или родственные ему соединения. Гемоглобин, каталаза и пероксидаза содержат в качестве простетической группы Г61М. В гемоглобине железо находится, в восстановленной форме, в каталазе — в окисленной. Цитохром с имеет несколько отличную простетическую группу, в которой не содержащий железо порфирин, называемый порфирином с (Теорелл), содержит два остатка цистеина, связанных в а-положении с этильными группами, заменяющими винильные группы в порфирине гема. Цитохром с служит переносчиком электронов, изменяя валентность железа [c.721]

НО также и потому, что в гемопротеинах имеется необычайно тонкое равновесие между состояниями с максимальной и минимальной спиновой мультиплетностью. Можно предположить, что изменение спинового состояния железа определяется стереохимическими факторами. Изменение спинового состояния при переносе электрона между уровнями eg и t2g сопровождается изменением ионного радиуса катиона железа и изменением длин связей металл — лиганд. Как показано на примере простых неорганических комплексов [58], ионный радиус Fe(II) или Ре(И1) увеличивается примерно на 20% при переходе от низкоспинового состояния к высокоспиновому (табл. 3). Стереохимическое значение данного спинового состояния железопорфиринового комплекса, следовательно, заключается в том, что расположение катиона железа относительно плоскости координируемых атомов азота пиррольных колец порфирина зависит от длин связей железо — порфирин, изменяющихся по мере того, как меняется ионный радиус металла и взаимодействие металл-лиганд. Кроме того, поскольку связывание кислорода сопровождается изменением спинового состояния [105] и положение атома железа относительно плоскости порфирина должно коррелировать во времени и пространстве со связыванием молекулы кислорода, предполагается [103, 104], что изменение стереохимии железо-порфирина вызывает конформационные изменения, ответственные за кооперативное связывание кислорода. В этом и заключается биологическая роль электронной конфигурации атома железа в физиологической функции гемоглобина. [c.40]

Комплекс железо — порфирин + соединения Си, Со, Мп или N1 [c.203]

Серия работ Б. А. Рубина и Гавриленко (1964, 1966, 1967) посвящена обмену железо-порфиринов корневых систем. В связи с этим изучается метаболизм корней, уровень их биологической активности и, в частности, роль физиологически деятельных соединений железа в окислительном и энергетическом обмене корня. [c.233]

Одним из веществ, обнаружение которых в метеоритных образцах убедительно подтверждает гипотезу существования внеземной жизни, является порфин (рис. 20-18), а также его производные, порфирины. Порфирины представляют собой плоские молекулы, обладающие свойствами тетраден-татных хелатных групп для металлов Mg, Fe, Zn, Ni, Со, u и Ag, с которыми они образуют плоско-квадратные комплексы, показанные на рис. 20-19. Один из таких комплексов с железом, имеюпщй боковые цепи, изображен на рис. 20-20 и называется группой гема. Порфириновый комплекс магния с органической боковой цепью, показанный на рис. 20-21, представляет собой х.юрофилл. [c.253]

Значительный успех на этом пути снова был достигнут благодаря процессам координационной химии. Центральную роль в механизме аэробного метаболизма, который приводит к полному сгоранию органических молекул, играют цитохромы. Так называются молекулы, в которых атом железа связан в комплекс с порфирином, образуя с ним гем (см. рис. 20-20), а гем связан с белком. Атом железа переходит из состояния окисления 4- 2 в + 3 и обратно в результате переноса электронов от одного компонента цепи к другому. Весь аэробный механизм представляет собой совокупность тесно связанных друг с другом окислительно-восстано-вительных реакций, окончательным результатом которых является процесс, обратный фотосинтезу [c.257]

Особое место среди азотистых соединений занимают порфирины -высокомолекулярные комплексные соединения азота с углеводородами, нередко содержащие ванадий, никель и железо. [c.108]

Каталитическими свойствами обладают ионы металлов и образованные ими комплексные соединения. В природе катализаторы, являющиеся комплексными соединениями, выполняют важные функции. Например, комплексное соединение кобальта (витамин В12) необходимо для процессов кроветворения металло-порфирины железа входят в состав гемоглобина и ряда ферментов. [c.248]

Важным примером делокализации и поглощения энергии является хлорофилл, который обсуждался в послесловии к гл. 20. Ароматическое кольцо, окружающее ион Mg , представляет собой протяженную делокализо-ванную систему, образуемую порфирином (см. рис. 20-19). Электронные энергетические уровни этой системы обусловливают поглощение света с одним максимумом в фиолетовой области, при 430 нм, и вторым максимумом в красной области, при 690 нм (см. рис. 20-22). При поглощении света молекулой хлорофилла ее электрон возбуждается на более высокий уровень это позволяет хлорофиллу восстанавливать ионы Ге " в ферре-доксине, белке с молекулярной массой 13000, который содержит два атома железа, координированные к сере. Последующее окисление ферредоксина служит источником энергии для протекания других реакций, которые в конце концов приводят к расщеплению воды, восстановлению диоксида углерода и, наконец, к синтезу глюкозы, С НиОв. [c.307]

Показано, что Ре(Ш) в ферри- и Ре(П) в ферропорфиринах проявляют сродство центрального атома к кислород-содержащнм лигандам (Н2О, Н2О2, ОН", СО). Количественное изучение экстракомплексов с Н2О и ОН" сильно осложняется димеризацией и ассоциацией железо-порфиринов [5, 77]. [c.273]

Цитохромы — гемопротеиды, в качестве простетической группы содержащие порфириновые системы. Цитохромы группы с имеют гем железо-порфирина [c.559]

Близко к гемоглобину по своей структуре стоят некоторые ферменты — цитохромы, каталаза, пероксидаза. С другой стороны, хлорофиллы — это порфирины, содержащие магний. Таким образом, и в клеточном дыхании, где участвуют железо-порфирины, и в фотосинтезе, где в ряду с железопорфиринами на первое место выступают хлорофиллы, участвуют производные металлопорфирина. [c.98]

Так, меркаптаны из нефтяных фракций удаляют с помощью сили-казоля, прокаленного с солями железа или меди, содержащего В работе [ ] в качестве катализатора предлагается использовать сульфированный или карбоксилированный порфирин кобальта или ванадия. В патента США [2] в качестве катализатора использован твердый катализатор - фталоцианин переходного металла - кобальта, ванадия, железа, никеля - на носителе окиси или гидроокиси щелочного металла. [c.39]

В биологических системах, как это показано С. Е. astro (1964), восстанавливающим агентом могут служить порфирины и некоторые другие соединения. С. Е. astro (1964) предложил следующую схему реакции восстановленного железа порфирина с ДДД [c.343]

В УФ- и видимой области спектра порфириновых димеров доминируют интенсивные полосы, которые обычно рассматривают как возникающие исключительно за счет интралигандного возбуждения или возбуждения переноса заряда. Трудно было надеяться установить местонахождение нормально слабых переходов поля лигандов, локализованных на ионе железа. Однако, как обсуждалось ранее, в [(РеОЭДТА)гО]2- и подобных соединениях наблюдалось усиление полос поля лигандов примерно в 100 раз. Возможно, что такое же или даже большее усиление может иметь место в оксомостиковых железопорфириновых димерах. Кроме того, можно ожидать, что такие димеры могут иметь в УФ-области довольно интенсивные полосы, возникающие из переходов, связанных с ОПЭ. По этим причинам мы полагаем, что необходимо повторное исследование электронных спектров димерных железо-порфиринов, причем особое внимание должно быть обращено на характерные спектральные особенности структурных единиц РегО. [c.144]

Доказательства тому, что цитохром а действует вблизи кислорода, получены Кейлиным и Хартри (Keilin а. Hartree, 1938), которым принадлежит также открытие фермента цитохромоксидазы. Авторы смогли доказать, что этот энзим, являясь железо-порфирином, включается в цепь между цитохромами и кислородом. При этом он тесно связан в своем действии с цитохромом а. До настоящего времени попытки полностью разделить цитохромы а и аз не увенчались успехом. Показано, что препарат, включающий оба компонента, окисляет восстановленный цитохром с. [c.187]

Очень интересным типом азотсодержащих соединений нефти являются порфирины. Они имеют такое же строение, как порфири-новый комплекс, входящий в молечулу хлорофилла или гема, только вместо магния (хлорофилл) или железа (гем) в порфири-новых комплексах иефти встречается ванадий или никель. Пор-с )ириновые комплексы нефти фотоактивны, они способны ускорять окислительно-восстановительные реакции, поэтому предполагают, что они принимают активное участие в процессах диспропорционирования водорода в процессе генезиса нефти. Очевидно, более глубокое изучение этих природных соединений позволит расширить наши представления о происхождении нефти, а возможно, и выделить новый вид катализаторо в с обратимыми окислительно-восстановительными функциями, способными ускорять определенные реакции подобно хлорофиллу в хивых растениях. [c.204]

Никель появляется во фракциях с температурой кипения около 300° и его распределение подчиняется тем же закономерностям, что и распределение железа [786, 959]. Кобальт при перегонке нефти целиком концентрируется в остатке (500°) [786, 880]. При разделении нефти на компоненты кобальт полностью попадает в асфальтены, главным образом в их высокомолекулярную часть (4000— 8000 и 8000—22 000 по данным гель-хроматографии) [76]. Видимо, он связан в комплексы с тетрадентатными лигандами. Распределение железа и никеля по молекулярно-весовым фракциям носит бимодальный характер. Природа низкомолекулярных соединений никеля достаточно изучена они представлены комплексами с порфиринами. При возрастании молекулярной массы фракции растет доля непорфириновых соединений никеля. По своей природе они, по-видимому, аналогичны непорфириновым соединениям ванадия [8, 76]. Для высокомолекулярных соединений железа также справедливо то, что сказано о непорфириновом ванадии. Природа низкомолекулярных соединений железа в нефти до сих пор не ясна. Наличие нафтенатов железа исключается [926, 927, 973], но допускается возможность существования железо-порфириновых комплексов, аналогичных найденным в сланцах [390, 794, 798]. Предполагается также существование кобальт-порфиринов в концентрациях ниже предела обнаружения. Это может объяснить присутствие небольшого количества кобальта в низкомолекулярных фракциях смол и асфальтенов (300—1000) [76]. [c.179]

Изучение микроэлементов нефти представляет особый интерес для представления о ее генезисе. Порфирины принято считать реликтовыми компонентами, которые перешли в нефть из растительных и животных организмов в малоизмененном виде. Известно, что комплексы, подобные порфирииовым, входят в состав молекул таких биологических вещесгв, как хлорофилл и гем. Правда, в состав комплексов этих соединений входят пе никель и ванадий, а магний и железо. Поэтом считают, что ванадий и никель имеют вторичное происхождение, но они вошли в состав нефти на ранних стадиях ее образования — на стадии донных илов или перехода в нефть материнского вещества. [c.222]

Порфирины - комплекс1ше соединения с ванадилом VO, никелем и железом. [c.24]

Порфирины происходят или из красящего вещества крови (гемохромоген) путем потери входящего в его состав железа или из хлорофилла после потери магния. В нефтях содержатся порфи-рииы в виде соединений с н елезом или ванадием. [c.165]

В обоих белках (гемоглобине и миоглобине) гем прочно связан с белковой частью (глобином) с помощью 80 гидрофобных взаимодействий и одной координационной связью между имидазольным кольцом так называемого проксимального гистидина и атомом железа. Несмотря на многочисленные различия в их аминокислотных последовательностях, миоглобин и гемоглобино-вые субъединицы имеют сходную третичную структуру, включающую восемь спиральных участков. Гем вклинивается в щель между двумя спиральными участками кислород связывается по одну сторону порфирина, в то время как гистидиновый остаток координируется по другую. По-видимому, уникальное свойство гемоглобина связывать кислород зависит от структурных особенностей всей молекулы гемоглобина или миоглобина. [c.360]

Элементы подгруппы железа находятся в нефти в виде комплексов с порфиринами (Ре, N1, Со), непорфириновых соединений (Ре, N1), комплексов с тетрадентантными лигандами (Со) и порфиринов (М , Со), сосредоточенных преимущественно в смолах и асфальтенах нефти. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология