Citocromii

Citocromii - generalitati

Citocromii sunt proteine transportoare de electroni care conţin grupări porfirinice cu fier, fiind prezenţi numai în celulele aerobe. Unii sunt localizaţi numai în membrana mitocondrială internă, unde acţionează secvenţial pentru a transporta electronii proveniţi de la diferite sisteme ale dehidrogenazelor până la oxigenul molecular. Alţi citocromi se află în reticulul endoplasmatic, unde joacă un rol important în reacţiile de hidroxilare specializate. Toţi citocromii suferă tranziţii reversibile de valenţă Fe(II) - Fe(III) în timpul ciclului lor catalitic. Formele reduse nu pot fi oxidate de oxigenul molecular, cu excepţia citocromului terminal al respiraţiei mitocondriale şi anume citocromul a3 sau citocrom c oxidaza, care conţine, de asemenea, cupru strâns legat. În mitocondriile animalelor superioare, unde lanţul respirator a fost cel mai bine studiat, cel puţin cinci citocromi diferiţi au fost identificaţi în membrana internă: citocromii b, c1, c, a şi a3. Cel puţin unul dintre aceştia, citocromul b, se găseşte în două sau mai multe forme. În plus faţă de citocromii găsiţi numai în membrana internă mitocondrială, un alt tip, citocromul b5, se găseşte în reticulul endoplasmatic.

Inelul porfirinic nu este prezent numai în diferite proteine cu hem, ci şi în clorofila plantelor verzi. Porfirinele pot fi considerate ca şi derivaţi tetrapirolici.

Porfirinele sunt denumite şi clasificate pe baza substituenţilor lanţului lateral, de exemplu, etioporfirină, mezoporfirină, uroporfirină, coproporfirină şi protoporfirină. Dintre acestea protoporfirinele sunt cele mai abundente. Protoporfirina conţine patru grupări metil, două grupări vinil şi două grupări de acid propionic. Se pot scrie 11 izomeri diferiţi ai protoporfirinei prin poziţiile ocupate de substituienţii de mai sus. Dintre toate, numai una singură se găseşte în natură şi anume protoporfirina IX. Această structură se află în hemoglobină, mioglobină şi în mai mulţi dintre citocromi.

Protoporfirina formează complecşi chelaţi quadridentaţi cu ionii de fier, magneziu, zinc, nichel, cobalt şi cupru, în care metalul este legat prin patru legături coordinative. Un astfel de complex chelat al protoporfirinei cu Fe(II) se numeşte protohem sau simplu hem; un complex similar cu Fe(III) se numeşte hemină. În hem cei patru liganzi ai porfirinei formează un complex plan-patratic cu fierul. Poziţiile de coordinare 5 şi 6 ale fierului sunt perpendiculare pe planul porfirinei. Când poziţiile de coordinare 5 şi 6 sunt ocupate, structura care rezultă este un hemocrom sau hemocromogen. În mioglobină sau hemoglobină poziţia a 5-a este ocupată de gruparea imidazolic a unui rest de histidină, iar poziţia a 6-a este fie neocupată (dezoxihemoglobină, dezoximioglobină), fie ocupat cu oxigen (oxihemoglobină, oximioglobină) sau cu alţi liganzi, de exemplu, monoxidul de carbon.