ferroprotoporphyrin是什麼意思,ferroprotoporphyrin的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
n. 血紅素;亞鐵原卟啉
專業解析
Ferroprotoporphyrin,中文通常譯為亞鐵原卟啉,是生物體内一種極其重要的含鐵卟啉化合物。其核心結構由以下兩部分組成:
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原卟啉IX (Protoporphyrin IX):這是一個大型的、平面的、高度共轭的環狀有機分子,由四個吡咯環通過亞甲基橋連接而成。其結構具有交替的單雙鍵系統(離域π電子),使其呈現深色并具有特征性的吸收光譜。原卟啉IX的環外側帶有特定的取代基(甲基、乙烯基、丙酸基)。
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亞鐵離子 (Fe²⁺):一個二價的鐵離子(Fe²⁺)位于原卟啉IX環平面的中心。鐵離子通過配位鍵與卟啉環上四個吡咯環的氮原子結合。這個中心鐵離子是分子功能的關鍵所在。
核心功能與生物學意義:
Ferroprotoporphyrin 最廣為人知的身份是血紅素 (Heme) 的核心結構單元。血紅素是多種血紅素蛋白 (Hemoproteins) 的輔基 (Prosthetic group),賦予這些蛋白質關鍵的生理功能,尤其是在氣體運輸和儲存方面:
- 血紅蛋白 (Hemoglobin):存在于紅細胞中,負責從肺部将氧氣 (O₂) 運輸到全身組織,并将組織産生的二氧化碳 (CO₂) 運回肺部。血紅蛋白由四個亞基組成,每個亞基含有一個血紅素(即 ferroprotoporphyrin)分子。氧氣分子直接可逆地結合在中心 Fe²⁺ 離子上。
- 肌紅蛋白 (Myoglobin):存在于肌肉細胞中,負責儲存氧氣并在肌肉需要時釋放。它也含有一個血紅素基團,其氧結合機制與血紅蛋白類似。
- 其他酶類:如細胞色素(參與電子傳遞鍊和氧化磷酸化)、過氧化物酶、過氧化氫酶等,其活性也依賴于血紅素輔基。
關鍵特性:
- 可逆氧結合:中心 Fe²⁺ 離子具有六個配位位置。其中四個與卟啉環的氮原子結合,第五個通常與蛋白質組氨酸殘基的咪唑氮結合(在血紅蛋白和肌紅蛋白中),第六個位置則可以可逆地結合小分子配體,最重要的是氧氣 (O₂)。這種結合是可逆的,且不改變鐵的價态(仍為 Fe²⁺)。
- 氧化敏感性:盡管在正常氧合過程中鐵保持二價狀态,但 ferroprotoporphyrin 中的 Fe²⁺ 容易被強氧化劑氧化成 Fe³⁺,形成高鐵原卟啉 (Ferriprotoporphyrin 或 Hemin),後者失去結合氧氣的能力。某些病理狀态(如溶血)或化學物質(如某些藥物、亞硝酸鹽)可導緻高鐵血紅蛋白血症。
- 與一氧化碳的強親和力:Ferroprotoporphyrin 對一氧化碳 (CO) 的親和力遠高于氧氣。CO 也能結合在第六個配位位置,形成穩定的碳氧血紅蛋白,阻礙氧氣的運輸,這是 CO 中毒的分子基礎。
命名與化學定義:
從化學命名法角度,Ferroprotoporphyrin 特指中心鐵為二價(亞鐵,Ferrous)的原卟啉IX絡合物。它是血紅素(Heme)的化學本質。國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)将血紅素定義為“鐵(Ⅱ)的原卟啉IX配合物”。
Ferroprotoporphyrin(亞鐵原卟啉)是生命體系中至關重要的分子,作為血紅素的核心結構,它是血紅蛋白、肌紅蛋白以及衆多呼吸酶的關鍵活性成分。其核心功能在于通過中心亞鐵離子可逆地結合氧氣,為高等生物的氣體運輸和細胞呼吸等關鍵生理過程提供了分子基礎。
參考來源:
- Nobel Prize Outreach AB. The Nobel Prize in Chemistry 1937: Haworth, Karrer; Physiology or Medicine 1934: Whipple, Minot, Murphy. (概述血紅蛋白研究曆史背景) https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/1937/summary/ & https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1934/summary/
- Merck Manuals (Professional Version). Carbon Monoxide Poisoning: Pathophysiology. (解釋CO與血紅蛋白的結合機制) https://www.merckmanuals.com/professional/injuries-poisoning/poisoning/carbon-monoxide-poisoning
- International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC). Gold Book: Heme. (提供血紅素的權威化學定義) https://goldbook.iupac.org/terms/view/H02774
網絡擴展資料
根據搜索結果和相關化學知識,"ferroprotoporphyrin"(鐵原卟啉)的解釋如下:
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基本構成
- 該詞由三部分組成:ferro(鐵)、proto(原)和porphyrin(卟啉)。核心結構是原卟啉(protoporphyrin)與鐵離子(Fe²⁺)的絡合物。
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化學特性
- 分子式為 $text{C}{40}text{H}{40}text{FeN}_8text{O}_4^+$,分子量約752.64(來自)。
- 屬于金屬卟啉化合物,鐵離子位于卟啉環中心,通過四個氮原子配位結合。
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生物學意義
- 鐵原卟啉是血紅素(heme)的化學名稱,是血紅蛋白、肌紅蛋白及細胞色素的核心結構,負責氧氣運輸、儲存及電子傳遞功能。
- 原卟啉本身不含金屬,與鐵結合後形成具有生物活性的血紅素。
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應用與關聯
- 在醫學中,原卟啉相關檢測可用于診斷鉛中毒或卟啉症。
- 其CAS號為25875-11-0,常用于生物化學研究。
如需進一步了解鐵卟啉的配位機制或具體生物功能,可參考生物化學教材或專業文獻。
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