PORFIRINA – l’anello della vita

I COLORI DELLA VITA

Le porfirine (dal greco porphyrá – porpora), sono una classe di composti chimici ciclici, presenti in tutto il regno animale e vegetale che servono ad “incatenare” una serie di ioni metallici al centro di questi anelli, determinando diverse combinazioni tutte associate a diverse funzioni biologiche.

Nel loro insieme, questi “pigmenti”, derivati ​​dalla porfirina, possono essere chiamati i “colori della vita”, nel senso che questi anelli sono necessari per sostenere le attività chiave in quasi tutti gli organismi.

La natura tende ad usare e conservare molecole che siano funzionali e l’anello di porfirina sembra proprio una di queste. Interessante e meraviglioso come anche questo anello ci ricordi quanto siamo connessi ai diversi esseri viventi.

Anche l’esclusivo percorso metabolico che produce la protoporfirina, l’anello maestro da cui derivano gli altri “anelli della vita”, è onnipresente e appare presto nell’evoluzione della vita. L’importanza biologica di queste molecole impone che qualsiasi disturbo della loro sintesi, e in particolare del passaggio terminale che forgia “l’Anello Unico per dominarle tutte”, abbia conseguenze catastrofiche in tutti gli aspetti della vita.

 

 

Ecco qui di sotto una serie di esempi di composti che contengono questo strepitoso anello!

CLOROFILLA

Il suo nome deriva dalle parole greche χλωρός, khloros (“verde pallido”) e φύλλον, phyllon (“foglia”). Le clorofille assorbono la luce più fortemente nella parte blu dello spettro elettromagnetico e nella zona rossa [1]. Al contrario, il verde viene riflesso producendo il colore verde tipico delle foglie. Esistono due tipi di clorofilla nei fotosistemi delle piante verdi: clorofilla a e b [2].

L’anello porfirinico nella clorofilla lega il magnesio per svolgere un ruolo fondamentale nella fotosintesi, permettendo alle piante di assorbire energia dalla luce.

 

 

COENZIMA F430

Il coenzima F430 aiuta l’enzima M reduttasi ad effettuare una reazione enzimatica, che svolge un ruolo di fondamentale importanza negli organismi che producono il metano. La metanogenesi avviene in molti habitat microbici anaerobici come paludi, risaie, sedimenti di acqua dolce e il tratto intestinale di animali e insetti [3].

 

Il suo anello porfirinico contiene al centro il nichel.

VITAMINA B12

La vitamina B12, o anche cobalammina, è formata dal legame del cobalto con un derivato della porfirina.

Si tratta di una vitamina importante per la normale formazione dei globuli rossi e per la salute dei tessuti nervosi. La carenza di vitamina B12 non diagnosticata e non trattata può causare anemia e danni permanenti a nervi e cervello [4].

 

 

EME

L’eme presente nell’emoglobina (nei nostri globuli rossi) lega il ferro per coordinare il trasporto molecolare dell’ossigeno e dell’anidride carbonica, supporta le catene di trasporto degli elettroni, necessarie per la respirazione cellulare nel mitocondrio, e contribuisce alle attività catalitiche di molti enzimi [5].

PORFIRIE- RE GIORGIO III, VAMPIRI ED ERBICIDI

Le porfirie sono un gruppo di rare malattie ereditarie o acquisite, dovute a difetti di alcuni enzimi che normalmente partecipano alla produzione di porfirine ed eme. Si manifestano con complicanze neurologiche o problemi della pelle o occasionalmente entrambi.

Il re Giorgio III, monarca inglese, dal 1760 al 1820, era affetto da una strana malattia che lo ha portato a decisioni talvolta irrazionali, che pare abbiano contribuito alla guerra americana e alla conseguente perdita delle colonie americane. Inizialmente si pensava fosse affetto da una malattia psichiatrica, ma una diagnosi più precisa, proposta solo successivamente da alcuni ricercatori intorno agli anni ’60, ha evidenziato che il re soffrisse di PORFIRIA, una malattia metabolica ereditaria caratterizzata da manifestazioni neuroviscerali intermittenti, da lesioni cutanee, o dalla combinazione delle due (si manifesta con dolori addominali, sintomi neurologici e psicologici e fotosensibilità cutanea).

 

 

VAMPIRI. Vlad III, nato nel 1431, fu Principe di Valacchia (una regione della Romania) tra la metà e la fine del XV secolo e personaggio molto malvagio, che amava torturare i suoi nemici e per cui prese il nome di Tepes (l’impalatore). Sebbene non sia noto se bevesse o meno il sangue dei suoi nemici, Vlad Tepes ha contribuito al personaggio di Dracula. Vlad era cavaliere dell’ordine del drago assieme al padre. In lingua rumena, “Drago” è pronunciato “Dracul”, e le nobili famiglie della Romania hanno chiamato Dracul, il padre di Vlad. Dracula significa semplicemente “il figlio di Dracul”, e alla fine Vlad l’ha adottato come soprannome, ispirando lo scrittore irlandese Bram Stoker nella stesura del romanzo Dracula, pubblicato nel 1897. Cosa c’entrano Dracula e i vampiri? David Dolphin, un chimico canadese che ha curato un’autorevole serie di sette volumi sulle porfirine, ha realizzato la somiglianza tra il carattere immaginario di Dracula e alcuni dei sintomi dei pazienti affetti da porfiria (estremamente sensibili alla luce). Di fatti oggi la porfiria viene anche chiamata malattia del vampiro.

 

PIANTE ED ERBICIDI. Anche in una linea di mais chiamata Les22 [6] è  stata evidenziata la porfiria: il mais presenta delle lesioni sulle foglie che dipendono dalla luce.

 

 

Il primo erbicida, il nitrofen, introdotto nel 1964, il cui meccanismo d’azione non era chiaro, causa un rapido sbiancamento e un’essiccazione delle foglie. Diversi ricercatori hanno poi scoperto che questo erbicida inibisce un enzima chiamato protoporfirinogeno ossidasi (coinvolto appunto nella sintesi della porfirina), che comporta danno alla membrana cellulare e accumulo di protoporfirina [7].

 

©  https://en.wikipedia.org/wiki/Nitrofen#/media/File:Nitrofen.svg

SIAMO O NON SIAMO TUTTI CONNESSI? non vi sentite un tutt’uno con Gaia? (Gaia altro non è che il nome del nostro pianeta vivente)

 

[1] Muneer S, Kim EJ, Park JS, Lee JH (March 2014). “Influence of green, red and blue light emitting diodes on multiprotein complex proteins and photosynthetic activity under different light intensities in lettuce leaves (Lactuca sativa L.)”. International Journal of Molecular Sciences. 15 (3): 4657–70.

[2] Speer BR (1997). “Photosynthetic Pigments”. UCMP Glossary (online). University of California Museum of Paleontology. Retrieved 2010-07-17.

[3] Thauer RK (1998). “Biochemistry of Methanogenesis: a Tribute to Marjory Stephenson”. Microbiology. 144 (9): 2377–2406.

[4] “Vitamin B12 Injection: Side Effects, Uses & Dosage”. Drugs.com.

[5] Paoli, M. (2002). “Structure-function relationships in heme-proteins”. DNA Cell Biol. 21 (4): 271–280.

[6] https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9668130/

[7] https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/nitrofen