ругих порфиринов), — это та область исследований, где биохимиков ждут открытия.

Свойства линейных тетрапирролов, или билинов, совершенно отличны от свойств макроциклических порфиринов, но опять-таки и здесь существует много захватывающих проблем. Эти соединения, известные как желчные пигменты, образуются в организме животных, в том числе и человека, путем разрушения гема. Механизмы распада и превращений с образованием продуктов, которые в конце концов выделяются, заслуживают повторного исследования с применением современных физико-химических методов. К проблемам, заслуживающим внимания, относятся также образование билинов в синяках, при желтухе и при формировании окраски скорлупы птичьих яиц. Широкое поле исследований предоставляют механизмы отложения и связывания билинов и свободных порфиринов с минеральными веществами в яичной скорлупе и факторы, которые регулируют сложный характер окрашивания скорлупы у разных видов. Растительные билины (фикобилины) у сине-зеленых и красных водорослей содержатся в фикобилисомах и функционируют как вспомогательные пигменты в фотосинтезе. Многие вопросы, касающиеся этих пигментов, такие, как способ их поглощения и связывания с белком, остаются пока без ответа. Наиболее интересным растительным билином является фитохром — «неуловимое» вещество, которое служит посредником во многих световых реакциях у представителей растительного мира. Полная картина фитохромных фотоциклов, когда она в конце концов будет целиком выяснена на молекулярном уровне, по-видимому, будет столь же впечатляющей, как и картина циклов превращения зрительного пигмента млекопитающих.

5.13. Рекомендуемая литература

Из множества книг, посвященных тетрапиррольным пигментам, выделяется монография под редакцией Смита (Smith, 1975). В ней исчерпывающе рассмотрена химия этих соединений, а также представлено множество данных об их биосинтезе. Хорошим источником информации может служить обширное семитомное издание под редакцией Долфина (Dolphin, 1978), правда, к настоящему времени вышли только два тома. Полезным остается сборник докладов, представленных на симпозиуме по порфиринам и родственным им соединениям (Goodwin, 1968). Отдельным аспектам тетрапиррольных пигментов посвящен ряд книг и статей. Например, Джексон (Jackson, 1976) приводит данные по химии и распространению хлорофиллов, а Верной и Сили (Vernon, Seely, 1966) обсуждают все аспекты химии и биохимии хлорофилла. Информацию по порфиринам у животных читатель может получить в специальных статьях Кеннеди (Kennedy, 1969, 1976), а также Риминг-тона и Кеннеди (Rimington, Kennedy, 1962); он найдет ее также в соответствующих разделах книг по пигментам животных Фокса (Fox, 1976), Фокса и Веверса (Fox, Vevers, 1960) и Нидхэма (Needham, 1974). Из многих публикаций, посвященных билинам как у животных, так и у растений, можно порекомендовать следующие: Bouchier, Billing, 1967; Hudson, Smith, 1975; Lathe, 1972; O'Carra, O'hEocha, 1976; With, 1968; Rudiger, 1980. Химия и биохимия фитохрома описана Смитом и Кендриком (Smith, Kendrick, 1976), а данные о цитохроме Р450 собраны в книге под редакцией Купера, Розенталя, Снай-дера и Уитмера (Cooper, Rosenthal, Snyder and Witmer, 1975).

Что касается биосинтеза порфиринов, то его общую картину с акцентом на механизмы реакций и стереохимию дает статья Ахтара и Джордана (Akhtar, Jordan, 1979), в то время1 как биохимические и биологические аспекты рассмотрены в-работах Богорада (Bogorad, 1976) и Шнейдера (Schneider, 1980). Появившаяся совсем недавно статья Баттерсби и др. (Battersby et al., 1980) разъясняет ряд моментов, бывших ранее сомнительными. Информацию о биосинтезе порфиринов к билинов можно получить из фундаментальных книг, цитированных выше, главным образом из монографии под редакцией Смита (Smith, 1975). И наконец, следует упомянуть о двух специальных статьях, читающихся с большим интересом, — это обзор Перутца (Perutz, 1970), в котором объясняется механизм кооперативного связывания гемоглобина с кислородом,, и статья Тшуди и Шмида (Tschudy, Schmid, 1972), посвященная болезням, входящим в группу порфирии.

5.14. Дополнительная литература

Akhtar М., Jordan Р. М. (1979). Porphyrin, chlorophyll and corrin biosynthesis. In: Comprehensive organic chemistry, vol. 5, ed. E. Haslam, p. 1121, Oxford, Pergamon.

Battersby A. R., Fookes C. J. R., Matcham G. W. J., McDonald E. (1980). Biosynthesis of the pigments of life: formation of the macrocycle, Nature, 285, 17.

Bogorad L. (1976). Chlorophyll biosynthesis. In: Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed. T. W. Goodwin, p. 64, London, New-York and San Francisco, Academic Press.

Bouchier I. A. D., Billing В. H. (eds ) (1967). Bilirubin metabolism, Oxford, Blackwell.

?Cooper D. Y., Rosenthal O., Snyder R.f Witmer C. (eds.) (1975). Cytochromes P450 and b5, New York, Plenum.

Dolphin D. (ed.) (1978). The porhyrins, vols. 1 and 2 (7 vols projected), New York, Academic Press.

Fox D. L. (1976). Animal biochromes and structural colours, 2nd edition, Berkeley, Los Angeles and London, University of California Press.

Fax H. M., Vevers G. (1960). The nature of animal colours, London, Sidgwick and Jackson.

Goodwin T. W. (ed.) (1968). Porphyrins and related compounds, London and

New York, Academic Press. Hudson M. F., Smith К. M. (1975). Bile pigments, Chem. Soc. Revs., 4, 363. Jackson A, H. (1976). Structure, properties and distribution of chlorophylls. In:

Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed.

T. W. Goodwin, p. 1, London, New York and San Francisco, Academic

Press.

Kennedy G. Y. (1969). Pigments of Annelida, Echiuroidea, Sipunculoidea, Priapuloidea and Phoronidea, Chem. Zool., 4, 311. Kennedy 6\ Y. (1976). Survey of avian eggshell pigments, Сотр. Biochem.

Physiol., B55, 117.

Lathe G. H. (1972). The degradation of haem by mammals and its excretion as conjugated bilirubins, Essays in biochemistry, 8, p. 107, London and New York, The Biochemical Society — Academic Press.

Needham A. E. (1974). The significance of zoochromes, Berlin, Heidelberg and New York, Springer-Verlag.

?O'Carra P., OhEocha C. (1976). Algal biliprotein and phycobilins. In: Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol 1, ed. T. W. Goodwin, p. 328, London, New York and San Francisco, Academic Press.

Perutz M. F. (1970). Stereochemistry of cooperative effects of haemoglobin, Nature, 228, 726.

Rimington C, Kennedy G. Y. (1962). Porphyrins. In: Comparative biochemistry, vol. 4, eds. M. Florkin and H. S. Mason, p. 557, New York and London, Academic Press.

Rildiger W. (1980). Plant biliproteins. In: Pigments in plants, 2nd edition, ed. F.-C. Czygan, p. 314, Stuttgart and New York, Gustav Fischer.

Schneider H. (1980). Chlorophyll biosynthesis. Enzymes and regulation of enzyme activities In: Pigments in plants, 2nd edition, ed. F.-C. Czygan, p. 237, Stuttgart and New York, Gustav Fischer.

Smith H., Kendrick R. E. (1976). The structure and properties of phytochrome. In- Chemistry and biochemistry of plant pigments, 2nd edition, vol. 1, ed. T. W. Goodwin, p. 378, New York, London and San Francisco, Academic Press.

Smith К. M. (ed.) (1975). Porphyrins and metalloporphyrins, Amsterdam, Elsevier.

Tschudy D. P., Schmid R. (1972). The porphyrias. In: The metabolic basis of inherited diseases, 3rd edition, eds. J. B. Stanbury, J. B. Wyngaarden and D. S. Predrickson, p. 1087. New York, McGraw-Hill.

Vernon L. P., Seely G. R. (eds.) (1966). The chlorophylls. New York and London, Academic Press.

With Т. K. (1968). Bile pigments. (Trans. J. P. Kennedy), New York and London, Academic Press.

Глава 6

Другие неполимерные N-гетероциклические

пигменты

6.1. Введение

Как уже отмечалось в предыдущей главе, простая система азотсодержащего гетероароматического кольца пиррола лежит в основе многих чрезвычайно важных природных пигментов. В этой главе мы познакомимся с другими азотсодержащими гетероциклическими системами, которые также являются основой пигментов некоторых классов. У большинства этих пигментов скелетами молекул служат конденсированные ди-, три- или олигоциклические гетероароматические системы колец, а также их частично восстановленные производные. У этих соединений возбуждение электрона обычно протекает относительно легко, особенно когда молекула содержит длинный сопряженный хромофор или несколько заместителей. Они могут иметь желтую, красную, и пурпурную или синюю окраску. Обычно полосы поглощения к—^зт*-перехода присутствуют у них в диапазоне длин волн, близком к диапазону у соответствующего карбоцикла, а дополнительные п—кгх*-переходы обусловливают важное, хотя и менее интенсивное поглощение (запрещенные переходы) при больших длинах волн.

Из нескольких групп пигментов, которые будут описаны,, чрезвычайно важными веществами, синтезируемыми всеми живыми организмами, являются пурины и птеридины, однако они функционируют в качестве пигментов лишь у небольшого-числа животных. Близкий к ним рибофлавин синтезируется только растениями и микроорганизмами. Он играет чрезвычайно важную роль у животных в качестве витамина, но редко служит пигментом. Оммохромы являются продуктами исключительно животного происхождения (членистоногих). Фенази-новая группа пигментов синтезируется только бактериями, которые образуют также другие азотсодержащие пигменты. Бета-лаины, не содержащие систем конденсированных колец, образуются исключительно в растениях.

В этой главе будут описаны последовательно основные характеристики каждой из групп пигментов: структура, распространение, свойства, функции и биосинтез.

6.2. Пурины, птерины и флавины

6.2.1. Введение

Вероятно, наиболее важными простыми (т. е. неполимерными) N-гетероцнклическими пигментами в животном царстве после тетрапирролов являются птерины. Общепринято рассматривать одновременно с ними очень близкие к птеринам пурины и флавины. Хотя пурины и не поглощают видимый свет, тем не менее они ответственны за структурную белую и другие структурные