Porfyfin

Zvětšit obrázek

Teruyuki Komatsu před molekulou porfyrinu na konferenci ICPP ve Francouzském Dijonu.

Porfyrin známe z detektivek. Dektivové s lampou UV světla (400nm) pátrají po kobercích a křeslech, aby objevili silně fluoreskující stopy, což je důkaz porfyrinů jako zbytků po smyté krvi. Porfyriny ale nejsou jen záležitostí krve, je to název pro celou skupinu látek. Jsou to vesměs barviva nebo barvivům podobné sloučeniny. Chemicky to jsou cyklické sloučeniny, odvozené od tetrapyrrolu porfinu, což je látka tvořená spojením čtyř pyrrolových kruhů pomocí methylenových můstků. Tato látka se ochotně spojuje s kovovými ionty, vzniklé metaloporfyriny se účastní celé řady metabolických dějů. 

Zvětšit obrázek

Nejznámější porfyrin – hem

Metaloporfyrin vázající železo, hem, umožňuje přenos kyslíku červenými krvinkami. V centrální dutině porfyrinů můžeme najít železo, měď, nikl, zinek, kobalt. Porfyrinovou sloučeninou obsahující ve svém středu hořečnatý kation je i zelené barvivo chlorofyl, ten zase umožňuje fotosyntézu.

Albumin
Albumin je nejvíce zastoupeným proteinem krve. Tvoří kolem 55-60 % všech plasmatických bílkovin. Hlavní jeho funkcí je udržování koloidně osmotického tlaku a transport různých nízkomolekulárních látek. Průměrná lidská játra vyprodukují na každý kilogram hmotnosti 200 mg albuminu denně. 

Nepřirozený komplex z přirozených molekul
Těžko říct proč, ale dva japonské profesory Eishun Tsuchida, Teruyuki Komatsu z japonské Waseda University a jejich evropského kolegu Stephena Curryho z  Imperial College London, napadlo spojit albumin s porfyrinem a syntetizovat velký molekulární komplex. Aby toho nebylo málo, tak do molekuly porfyrinu, která nám díky železu dává krvi červenou barvu a dopravuje po těle kyslík, místo středového atomu železa podvrhli zinek.  Že záměna zinku za železo zcela změnila vlastnosti nové molekuly, netřeba snad ani dodávat.  

Zvětšit obrázek

Krystalografická struktura lidského albuminu.

Molekulu albuminu museli také předem geneticky poněkud upravit, aby jim ochotně udělala to, co nám v krvi normálně nedělá – aby se spojila s porfyrinem. Podařilo se a vědci v konečné fázi získali porfyrino-albuminový komplex, který je citlivý na světlo. Nejen, že dokáže světlo absorbovat, ale s takto získanou energií umí rozkládat vodu na kyslík a vodík.

Stephen Curry, specialista na krystalografii proteinů.

Spolupracující Evropan biolog Stephen Curry se o pokusu vyjadřuje v superlativech a myslí si, že tyto syntetické molekuly by mohly být tou správnou cestou, která je šetrná k životnímu prostředí a která by nám mohla produkovat „zelené palivo budoucnosti“ - vodík.

Protože se jedná o horkou novinku, více informací zatím nezveřejnila ani mateřská pracoviště autorů objevu. Vyjádření dalších autorit k uvedenému způsobu rozkládání vody na kyslík a vodík ještě není k dispozici. Článek s podrobnostmi na toto téma nyní vychází v  Journal of the American Chemical Society a komentáře na sebe jistě nenechají dlouho čekat. Počínání japonsko-britského výzkumného týmu hodláme se zájmem sledovat.

Pramen: Imperial College London