پورفیرین ها

دانش پژوهان عزیز، در این بخش شما را با مواد بسیار جالب و شگفت انگیز در طبیعت و بدن انسان یعنی پورفیرین آشنا می سازیم.

پورفیرین ها دسته ای از ترکیبات آلی هستند که در طبیعت یافت می شوند. این ترکیبات آروماتیک، یعنی دارای حلقه های کربنی دارای پیوند دوگانه مزدوج می باشند و عموماً ترکیبات بسیار خوش رنگ و پر رنگی بوده و دارای نوار جذبی قوی در ناحیه مرئی می باشند. کلمه پورفیرین از واژه ای یونانی به معنی بنفش گرفته شده است.

پورفیرین ها از یک مرکز تشکیل اند. (ساختار آن در شکل زیر نشان داده شده است). مرکز پورفیرین از 24 اتم کربن(C) و 4 اتم نیتروژن(N) تشکیل شده است. هم چنین استخلاف های کربنی یا حلقه های جدید نیز می توانند به ساختار، از موقعیت های بیرونی اضافه شوند. سنتز پورفیرین ها معمولاً دشوار و زمان بر بوده و برای سنتز آن از مواد اولیه آلدهید و پیرول (حلقه پنج ضلعی حاوی اتم نیتروژن) استفاده می کنند.

فلزات مختلفی می توانند در داخل حفره پورفیرین ها قرار گیرند و بدین ترتیب ساختارهای گوناگون با کارایی متفاوت و نوین را ایجاد کنند. یکی از فلزاتی که می تواند در این حفره قرار گیرد آهن (Fe) می باشد که ساختار هماتو پورفیرین را تشکیل می دهد که به عنوان گروه هِم در هموگلوبین، رنگ قرمز خون را ایجاد می کند.

همانگونه که در شکل نشان داده شده در حفره مرکزی فلز آهن قرار دارد و زنجیرهای جانبی به حلقه های بیرونی اتصال دارد.

یکی دیگر از ساختارهای پورفیرین که در طبیعت وجود دارد، کلروفیل می باشد. در پورفیرین کلروفیل، در حفره مرکزی، فلز منیزیم(Mg) قرار دارد. هم چنین تعدادی زنجیر کربنی به عنوان استخلاف به پورفیرین متصل می باشد.

کاربرد دیگر جالب پورفیرین، در ویتامین B₁₂ می باشد. همانگونه که می دانیم ویتامین B₁₂ یکی از ویتامین های ضروری گروه B برای بدن بوده و کمبود این ویتامین برای بدن مضر می باشد. در صورت فقر این ویتامین در بدن، پزشکان شربت، قرص یا آمپول این ویتامین را که به طور مصنوعی تهیه شده است جهت مداوا تجویز می کنند.

در این ویتامین در مرکز حفره فلز کبالت(Co) قرار داشته و همچنین زنجیرهای جانبی که اتصال دارند، کمی پیچیده تر و حجیم تر می باشند.

از دیگر کاربردهای پورفیرین، استفاده از آن در نور درمانی برای از بین بردن بافت های سرطانی می باشد. برای این کار، ابتدا پورفیرین به فرد بیمار تزریق می شود. سپس از روی گیرنده هایی که بر روی آن قرار دارد، پورفیرین خود را به بافت هدف، که در اینجا تومور است، می رساند. بیمار پس از این مرحله در معرض نور قرار می گیرد و پورفیرین ها در حضور نور فعال شده و سبب از بین رفتن بافت تومور سرطانی می شوند.

پورفیرین ها همچنین دارای خاصیت بسیار زیادی در بسیاری از زمینه های علوم می باشند. به عنوان مثال پورفیرین ها به عنوان ترکیبات بسیار پرکاربرد در سلول های خورشیدی، انتقال دهنده الکترون در پلیمرها، سنتز هورمون ‌ها، محیط انتقال دهنده اکسیژن، متابولیسم داروها و ژن ها و همچنین عامل نشان دار کردن در استخراج نفت به کار می روند.