含氮的颜料

四吡咯、卟啉及其衍生物

一种重要的水溶性含氮16元环,或称环,化合物被称为卟啉。最基本的结构单位卟啉一个大环本身是由四个吡咯环组成的吗四吡咯。这个基本复合被称为卟啉。

卟啉与金属(金属卟啉)和蛋白质结合。它们以高等植物的绿色光合叶绿素和许多动物血液中的血红蛋白为代表。

卟啉

许多无脊椎动物都用皮或壳来展示卟啉色素(或它们的盐),有些显示荧光(也就是说,可见光的发射暴露于外部辐射期间)。此外,各种卟啉存在于动物的分泌物和排泄产物中,一些种类,主要是磷,是由分解产生的叶绿素从煤炭和石油等古老的自然沉积物中,以及从长期埋藏的海洋和湖泊的泥浆中,都发现了这些化石地层.卟啉是造成皮肤上红色斑点的原因蛋壳一些鸻和许多其他鸟类。非洲turacos(蝶蛉科)分泌一种铜盐的尿卟啉III到他们的翅膀羽毛。这的确色素如turacin,很容易被含微量碱的水从羽毛中滤出。这些鸟的绿色羽毛归功于它们的颜色turacoverdin的存在,turacoverdin是turacin的衍生物。

血红蛋白

血红蛋白存在于所有脊椎动物的红细胞中,也存在于许多无脊椎动物的循环液中,尤其是环节动物蠕虫、一些节肢动物、棘皮动物和一些软体动物。血红蛋白分子由血红素部分和珠蛋白部分组成;前者由四个吡咯基团(卟啉)和一个亚铁(铁)组成2 +)原子在中心。珠蛋白部分是一种蛋白质构成超过总数的90%分子量血红蛋白。血红蛋白具有在肺、鳃或身体其他呼吸表面与大气中的氧气结合并向组织释放氧气的能力。它们是在鸟类的鸡冠和肉垂上以及人类和其他灵长类动物的皮肤上观察到的粉红色到红色的原因。尤其突出的是狒狒的面部、臀部和生殖器区域。

叶绿素

叶绿素是自然界中最重要的色素之一。通过光合作用,它是能够通灵的辐射能阳光照进化学能有机碳化合物的细胞.关于这个过程的详细描述,请参见光合作用。一种很像叶绿素的色素可能是进化的第一步进化自我维持的生命。叶绿素以几种形式存在。叶绿素一个而且b是高等植物和绿藻的主要形态;细菌叶绿素存在于某些光合细菌中。

叶绿素是卟啉类化合物,其中环四吡咯附着在一个中心镁原子上。它们比其他卟啉多含两个氢原子。不同形式的不同之处在于附着在吡咯基团上的侧基的微小修饰。在高等植物中,叶绿素在被称为叶绿体的特定层状体中与蛋白质和脂质结合。叶绿素与蛋白质的结合叶绿体素具有特殊的意义,因为只有通过这种结合,叶绿素才能保持对光的抵抗。

比邻

在某些卟啉的代谢产物中,包括血红蛋白的血红素部分,是一系列黄色、绿色、红色或棕色非金属化合物,排列为线性或链状结构,而不是卟啉的环状结构。这些是所谓的比邻,或bilichromes。少量的红色废物化合物,胆红素(C33H36O6N4);胆绿素(C33H34O6N4);其他各种化学性质相似的化合物也存在于正常组织中引人注目的在正常情况下和某些病理条件下排泄或分泌物质。的胆汁虽然最初在哺乳动物组织或产物中发现色素(例如,在胆囊的胆汁中),绝不局限于此。各成员bilichrome在无脊椎动物,低等脊椎动物和红藻还有绿色植物。

虽然动物的胆色素很可能来自血红素的分解代谢前体,有证据表明,胆红素与铁盐一起注射到患有继发性贫血的人、狗或兔子体内,可以促进新的血红蛋白的合成。

除了叶绿素,植物中还含有线性胆色素,在绿色植物中起着特别重要的作用。其中包括蓝色藻蓝素和红色藻红素,它们在红藻中作为光合作用的辅助色素。另一个例子是光敏色素它是一种蓝色的双色色素,虽然在绿色植物中含量极低,但在各种光周期过程中是必不可少的。

光敏色素存在于两种替代形式:P660和P730.其中P730触发种子(蕨类和苔藓的孢子)的萌发和呼吸,长日照植物的开花(或短日照植物的开花抑制),黄化(在黑暗中生长),角质层着色,花青素合成(例如,在苹果、红卷心菜和芜菁中),以及几种结构和生理反应。P660能够逆转由P730.即使很短时间暴露在磷吸收的光下660延迟在一些短日照植物中开花,否则通过先前暴露在这样波长的光下,只有P730光敏色素涉及。关于光敏色素的生物化学以及它们催化或调节的反应,还有许多有待了解的地方。