Žlučové pigmenty
Žlučové (neboli žlučové ) pigmenty , též biliny , jsou biologické pigmenty , lineární tetrapyrroly [1] , které jsou formálně deriváty bilana (bilinogenu) s oxidovanými koncovými pyrrolovými jádry, vzniklými při katabolismu hemu . Nejprve izolován z žluči , která má charakteristickou barvu, podle níž dostaly své jméno; barva různých žlučových pigmentů se pohybuje od žlutooranžové po modrozelenou. Vzniká v mnoha organismech jako metabolický produkt některých porfyrinů . Bilin (také nazývaný bilichrom ) byl pojmenován jako žlučový pigmentsavců , ale lze jej nalézt i u nižších obratlovců , bezobratlých , stejně jako u červených řas , zelených rostlin a sinic . Barva bilinů se může lišit od červené, oranžové, žluté a hnědé až po modrou a zelenou.
Chemicky řečeno, biliny jsou lineární strukturou čtyř pyrrolových kruhů ( tetrapyrrolů ). V lidském metabolismu jsou zastoupeny bilirubinem , produktem rozkladu hemu. Hydroxymethylbilan je jedním z populárních anabolických činidel produkovaných biosyntetickou reakcí porfobilinogenu (PBG) a uroporfobilinogenu I (reakce je běžně známá jako porfobilinogen deamináza ).
Biliny byly nalezeny u zvířat a fykocinobiliny v chromoforech fotosyntetického pigmentu fykocyaninu v řasách a rostlinách. V rostlinách biliny také slouží jako fotopigmenty pro fotoreceptorový protein fytochrom . Příkladem bilinu bezobratlých je mikromatabilin , který dává zelenou barvu pavoukovi Micrommata virescens [2] .
Biosyntéza a biologická role
Žlučová barviva se tvoří u obratlovců v důsledku metabolizace hemoglobinu , myoglobinu a proteinů obsahujících hem, přičemž dochází k oxidativnímu štěpení α-methinové vazby hemu ( protetická skupina hemoglobinu ).
Tento proces je katalyzován hemoxygenázou ( EC 1.14.99.3), zatímco nikotinamid adenindinukleotidfosfát (NADPH) působí jako donor vodíku:
hem + 3 AH 2 + 3 O 2 biliverdin + Fe 2+ + CO + 3 A + 3 H 2 O
Proces také zahrnuje hemoprotein reduktázu ( EC 1.14.99.3), která obnovuje hemoxygenázu.
V prvním kroku reakce je a-methinová skupina hydroxylována za vzniku 5-hydroxyhemu, načež je hydroxylovaný můstek oxidován za uvolnění oxidu uhelnatého a vytvoření verdoghemu . Verdogem je zase oxidován na nestabilní komplex biliverdinu se železitým železem, který se rozkládá za uvolňování Fe 2+ a biliverdinu [3] .
Následně se biliverdin (modrozelené krystaly, žlutozelené v roztocích), když je redukován, katalyzován biliverdinreduktázou , přechází na bilirubin (hnědé krystaly, žlutooranžové v roztocích):
Bilirubin převládá ve žluči lidí a masožravých savců a biliverdin převažuje ve žluči býložravých savců, ptáků, plazů a ryb.
Metabolismus hemu s tvorbou žlučových pigmentů probíhá v buňkách retikuloendoteliálního systému , fagocytuje staré nebo poškozené erytrocyty – především ve slezině a Kupfferových buňkách jater . Ve střevě bilirubin podléhá bakteriální redukci s tvorbou urobilinů a urobilinogenů, zejména stercobilinogenu (40–280 mg denně u lidí). Stercobilinogen se působením světla oxiduje na stercobilin .
Patologické stavy, při kterých narušení metabolismu hemoglobinu a žlučových pigmentů vede k akumulaci nadměrného množství bilirubinu v krvi (hyperbilirubinémie), vedou k ikterickému zbarvení kůže, sliznic a skléry - žloutenka .
Nomenklatura
| rodičovská struktura | Počet methinových skupin |
Barva | název | Sloučenina |
|---|---|---|---|---|
| Bilan (5,10,15,21,23,24-hexahydrobilin) |
0 | Bezbarvý | Mesobilirubinogen (Urobilinogen I) |
|
| stercobilinogen | ||||
| Urobilinogen D (Mezobilirubinogen D) |
||||
| Bilen (5,15,21,24-Tetrahydrobilin) |
jeden | žluté až oranžové | Sterkobilin | |
| Urobilin D (Mesobilin D) |
||||
| Urobilin I (Mesobilin I) |
||||
| Biladieny (10,23-dihydrobilin, 5,21-dihydrobilin ) |
2 | oranžová červená | Bilirubin | |
| mesobilirubin | ||||
| Phykoerythrobilin (viz Phycobilins ) |
||||
| Bilin (bilatrien) | 3 | zelená až modrozelená | Biliverdin | |
| Phycocyanobilin (viz Phycobilins ) |
Poznámky
- ↑ tetrapyrroly // Zlatá kniha IUPAC . Získáno 10. května 2011. Archivováno z originálu dne 21. října 2012.
- ↑ Oxford, G. S. & Gillespie, R. G. (1998). Evoluce a ekologie zbarvení pavouků. Annual Review of Entomology 43:619-643. doi: 10.1146/annurev.ento.43.1.619
- ↑ EC 1.14.99.3 // IUBMB Enzyme Nomenclature (odkaz není k dispozici) . Získáno 14. června 2011. Archivováno z originálu 31. května 2013.
Literatura
- Shlygin G. K. , Zolotarevsky V. B. Žlučové pigmenty // Velká lékařská encyklopedie : ve 30 svazcích / kap. vyd. B.V. Petrovský . - 3. vyd. - M .: Sovětská encyklopedie , 1978. - T. 8: Eugenika - Zyblenie. — 528 s. : nemocný.
- Falk, Heinz. Chemie lineárních oligopyrrolů a žlučových pigmentů . - Springer, 1989. - ISBN 9783211821251 .
 Slovníky a encyklopedie | |
|---|---|
| V bibliografických katalozích |