Les porphyrines sont des molécules à structures cycliques impliquées dans le transport du dioxygène et pouvant jouer le rôle de cofacteur lié (groupement prosthétique) à certaines enzymes. Elles entrent dans la composition de l’hémoglobine, dans le globule rouge (où l'on parle alors de Porphyrine érythrocytaire) et tiennent donc une place importante dans le métabolisme respiratoire. Sous forme de chlorines, elles entrent également dans la composition des chlorophylles, et occupent ainsi également une place centrale dans le métabolisme de la photosynthèse.
Les propriétés physiques de ces structures naturellement fluorescentes en font également des fluorophores de choix pour marquer des réactifs biologiques (anticorps, nucléotides...).
Le terme porphyrine provient du grec porphura qui signifie violet (pourpre), cette couleur était celle d'un pigment extrait d'un coquillage utilisé dans l'antiquité pour teindre les tissus.
La découverte des porphyrines est intimement liée aux travaux menés sur la chlorophylle.
C'est en 1844 que F. Verdeil suggère un lien entre le pigment vert responsable de la couleur des feuilles et l'hème qui donne sa couleur rouge au sang. En 1896, Nencki propose pour la première fois une structure chimique des porphyrines fondée sur le motif pyrrolique.
Une porphyrine est un macrocycle hétérocyclique constitué de quatre sous-unités de pyrrole jointes sur les carbones alpha par quatre ponts méthine. Le macrocycle est donc complètement aromatique, à l'inverse des noyaux corrine et chlorine.
Les porphyrines peuvent se combiner avec des métaux, s'associant ainsi avec eux dans la cavité centrale. On connaît des porphyrines contenant un atome de manganèse, de fer, de cobalt, de nickel, de cuivre, de zinc, et de nombreux autres métaux sont insérables. Une porphyrine dont aucun métal n'est inséré est dite « base libre ».
Certaines porphyrines de fer sont appelées hèmes, et les protéines contenant de l'hème, ou hémoprotéines, présentent un grand rôle en biochimie.
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La , également appelée cobalamine, est une vitamine hydrosoluble essentielle au fonctionnement normal du cerveau (elle participe à la synthèse des neurotransmetteurs), du système nerveux (elle est indispensable au maintien de l'intégrité du système nerveux et tout particulièrement de la gaine de myéline qui protège les nerfs et optimise leur fonctionnement) et à la formation du sang. C'est l'une des huit vitamines B.
vignette|Structure de . vignette|Modélisation 3D de . vignette|Structure de . L’hème est un cofacteur contenant un atome de métal, souvent du fer, servant à accueillir un gaz diatomique (par exemple du dioxygène ) au centre d’un large anneau organique appelé porphyrine. Toutes les porphyrines ne contiennent pas nécessairement un atome de fer mais la majorité des métalloprotéines qui contiennent des porphyrines ont en fait l’hème comme sous-unité prosthétique.
En chimie organique, la corrine est un noyau hétérocyclique formant un macrocycle structurellement assez proche des porphyrines telles que l'hème, mais avec seulement de carbone contre 20. Ces structures sont cependant davantage réduites — tous les atomes de carbone situés à l'angle des cycles pyrroliques sont des centres sp3 — et, par conséquent, moins plates et moins aromatiques — le macrocycle présente pour ainsi dire une conjugaison aux trois quarts. Le noyau corrine constitue le motif structurel de base des corrinoïdes.
Metal-porphyrins are studied intensively due their potential applications, deriving from the variety of electronic and chemical properties, tunable by selecting metal centers and functional groups. Metalation, de- and trans-metalation processes are fundame ...
The work described in this thesis focuses on two classes of luminophores: tetraarylethene-based polymers and Ir(III) complexes with orthometalated ligands. Tetraarylethene-based polymers show aggregation-induced emission (AIE) and they are of interest for ...
EPFL2024
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Copper-based tandem schemes have emerged as promising strategies to promote the formation of multi-carbon products in the electrocatalytic CO2 reduction reaction. In such approaches, the CO-generating component of the tandem catalyst increases the local co ...