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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: 蛋白质·示踪剂·血红素的卟啉环
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月03日13:09:48 星期六), 站内信件



　　　　　　   　血红素的卟啉环


　　生物化学家们用和解决胆固醇合成大致相同的方法，探索了
血红素的卟啉环结构。卟啉环是血红蛋白和许多酶中的一种关键
结构。哥伦比亚大学的谢敏用各种方法给甘氨酸作上标记，然后
喂鸭。甘氨酸（NH2CH2COOH）有两个碳原子。当他用碳-14标记
CH2基的碳时，碳出现在从鸭血中提取的卟啉中。当他标记COOH
基的碳时，放射性示踪剂不在卟啉中出现。总而言之，CH2基参
与卟啉的合成，而COOH基不参与。

　　谢敏和里顿伯格合作，发现甘氨酸的分子不仅在活动物体内
能够结合到卟啉中去，而且在试管内的红血球里也能结合到卟啉
中去。这个发现使事情简单化了，人们可以得到更加明确的结果，
而避免宰杀或伤害动物。

　　后来，谢敏用氮-15标记甘氨酸的氮，并用碳-14标记甘氨酸
的CH2基的碳，然后把这种甘氨酸与鸭血混合在一起。之后，他
小心地剖析了所产生的卟啉，发现卟啉分子中4个氮原子全部来
自甘氨酸。4个小吡咯环（分子式见第十一章）的每个环上，都
有一个邻近的碳原子来自甘氨酸。在吡咯环之间起桥梁作用的4
个碳原子也是这样。这样就剩下了卟啉环本身的12个其他碳原子
和各种侧链上的14个碳原子。已经证明，这些碳原子来自乙酸离
子，有些来自CH2基的碳，有些来自COOH基的碳。

　　根据示踪原子的分布情况，人们可以推断出乙酸和甘氨酸进
入卟啉的方式。首先形成一个单吡咯环，然后两个单吡咯环结合
成双吡咯环，最后，两个双吡咯环化合物结合在一起，形成四环
卟啉结构。

　　1952年，英国化学家韦斯托尔通过一种独立的研究途径分离
出了一种叫做卟啉原（胆色素原）的纯化合物。因为这种化合物
经常出现在卟啉代谢有缺陷的人的尿里，所以人们怀疑它和卟啉
有某种关系。结果证明，它的结构和单吡咯环的结构正好完全相
同。谢敏和他的同事们假定，这种结构是合成卟啉最初的步骤之
一。卟啉原就是一个重要的中间站。

　　后来又证明，δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA）能够供给红血球合
成卟啉环所需要的全部原子。这是一种与半个卟啉原分子的结构
相类似的物质。最有说服力的结论是：细胞首先由甘氨酸和乙酸
形成δ-氨基-γ-酮戊酸（在这个过程中，甘氨酸的COOH基变成
CO2而被去掉），而后两个δ-氨基-γ-酮戊酸分子结合，形成卟
啉原（一个单吡咯环），卟啉原再依次先结合成一个双吡咯环，
最后结合成四吡咯环的卟啉。



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