El hierro y Anillos Porfirínicos PDF

Preview

Summary

Download El hierro y Anillos Porfirínicos PDF

Description

El Hierro y Anillos Porfirínicos. Claudio Núñez Cerda El hierro es uno de los metales más importantes para el funcionamiento del cuerpo humano. Este está involucrado en varios procesos bioquímicos esenciales, tales como transporte y fijación de oxígeno, transporte de electrones, fijación de nitrógeno entre otros. Es sorprendente como el mismo metal pude ser parte de esta variedad de funciones, debido a las características electrónicas de este y a las estructuras a las que está asociado este metal. Generalmente en las funciones enzimáticas del hierro este se asocia a anillos porfirínicos con variaciones en su estructura, los cuales van entregándole la versatilidad al metal para cumplir estas funciones. De las funciones más importantes que está involucrado este metal es en el transporte y fijación de oxígeno siendo parte del grupo “hemo” en la hemoglobina (Hb) y en la mioglobina (Mb). Este grupo hemo consiste en un anillo porfirínico coordinado por sus 4 nitrógenos a un átomo de hierro, el cual además se une a un grupo imidazol proveniente de la estructura de la proteína, quedando un espacio desocupado para que el hierro pueda coordinarse a la molécula de O2 y poder transportarlo o almacenarlo. Estas interacciones que tiene el hierro con el ligando porfirina hace que se modifiquen los orbitales moleculares del hierro haciendo que pueda tener distintas afinidades con el oxígeno, por ejemplo en la hemoglobina el hierro puede coordinar hasta 4 moléculas de O2, en cambio en la mioglobina (encargada de almacenar oxígeno) se coordina solo una molécula al centro metálico pero este enlace es más fuerte para cumplir su función. Esta estructura similar de anillos porfirínicos enlazados a átomos de hierro se observan los citocromos, que son proteínas encargadas esencialmente del transporte de electrones. La diferencia con las enzimas mencionadas anteriormente es que en los citocromos el hierro tiene ocupadas todas las posiciones posibles para coordinarse, en donde la última posición que se coordinaría al oxígeno en la Hb o en la Mb hay un átomo de azufre perteneciente a otra parte de la enzima. Nuevamente se ve que los anillos porfirínicos modifican los orbitales moleculares del hierro permitiéndole ser parte de procesos redox para realizar esta transferencia de electrones. Finalmente estos anillos porfirínicos son muy especiales ya que no solo se observa este comportamiento de transferencia de electrones al estar enlazado con el hierro, como por ejemplo en la estructura funcional de la clorofila la que contiene un anillo porfirínico enlazado a un átomo de magnesio, la cual también cumple la función de captar energía solar y transformarla a energía química por procesos de transferencia de electrones. Además se han usado estos anillos en procesos inorgánicos para realizar transferencias de electrones como en la fotosíntesis artificial en donde se han utilizado estas estructuras coordinadas a distintos centros metálicos....