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图1.2 氯化血红素的结构
1.2.2 血红素在生物体内的作用
机体中70 %左右的含铁化合物都是以血红素的形式存在，它是重要的卟啉配合物。由于血红素本身具有氧化还原特性，它在生物体起着重要的生理作用：在血液循环链中，金属蛋白和金属酶辅基血红素承担着运载和存储氧分子的作用，在呼吸链中发挥电子传递功能[8,9]。
肌红蛋白是由血红素和球状蛋白结合而成的，它的蛋白质为珠蛋白，非肽部分为血红素。在鲜肉中存在三种状态的血红素：Fe2+的第751个配位键结合水的肌红蛋白，第751个配位键与氧结合的氧合肌红蛋白和中心铁被氧化为Fe3+的高铁肌红蛋白，它们能互相转化，使肉呈现不同色泽[10]。活体动物肌肉由于血红素以氧合肌红蛋白形式存在而呈鲜红色，死亡后，肌肉组织供氧停止，此时肌肉中的色素为肌红蛋白而呈紫红色。在有氧或氧化剂存在时，肌红蛋白可悲氧化呈高铁肌红蛋白而呈棕褐色。血红素的中心铁离子可与氧化氮以配价键结合而转变成氧化氮肌红蛋白，加热则生成鲜红的氧化氮肌红色原。因此，腌肉制品的颜色更加诱人，并对加热和氧化表现出更大的稳定性。但可见光可促使氧化氮肌红蛋白和氧化氮肌色原重新分解为肌红蛋白和肌色原，并被继续氧化为高铁肌红蛋白和高铁肌色原。这就是腌肉制品见光褐变的原因。过氧化氢可强烈氧化血红素卟啉环的α-亚甲基而生成胆绿蛋白。在氧气或过氧化氢存在下，硫化氢等硫化物可将硫直接加在卟啉环的α-亚甲基上，成为硫肌红蛋白。另外，腌肉制品过量使用发色剂时，卟啉环的α-亚甲基被硝基化，生成亚硝酰高铁血红素。这是肉类偶尔发生变绿现象的原因[11,12]。
在制药行业中[13,14]，血红素是半合成法制备胆红素的前体，而胆红素是制备人工牛黄的重要原料，又是制备抗癌药的重要原料之一。在临床上血红素常作为补铁剂治疗因缺铁引起的贫血病，无毒无害，吸收率高。在食品工业中，血红素主要应用于肉制品的加工。
有报道[15,16]称研究人员用血红素铁强化饼干，对患缺铁性贫血的儿童、孕妇及女大学生进行观察试验，结果证明，血红素铁强化食品是作为食品而不是药物容易被患者接受，从而可达到较好的纠正缺铁性贫血的作用。研究人员也曾对血红素铁对贫血儿童的铁营养状况的影响进行过研究，在芝麻薄片中加入从新鲜助学中提取的血红素粉，以红蛋白(Hb)浓度和红细胞数(RBC)来评价铁营养状况的变化。试验结果发现，治疗前后患儿的Hb 和RBC有较大的变化。说明血红素铁对改善贫血儿童的铁营养状况有明显疗效[17]。
1.3 烟酸及其化合物性质
1.3.1 烟酸的性质
烟酸可以看作是吡啶环上的氢被羧基取代的产物，因此具有同吡啶相似的化学性质以外。同时，烟酸还具有生物活性的小分子，在生物体内是以辅酶I(化学组成是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和辅酶Ⅱ（化学组成是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）的形式作用于脱氢酶的辅酶，在这些生物氧化还原反应中起电子载体或递氢体的作用[18,19]。
1.3.2 烟酸修饰卟啉的用途
烟酸是文生素 B5，在动物肝肾、牛奶、鸡蛋、糠麸及新鲜蔬菜中含量较多，能参与组织氧化还原过程，有促进细胞新陈代谢，扩张血管，包括扩张脑脊髓血管和促使肾充血作用，也有缓解末梢血管痉挛的效果。若将与生物体关系密切、来源广泛的烟酸残基引入到卟啉大环上，合成卟啉-烟酸二元化合物，则有可能实现活性叠加，更好地发挥生物活性[20]。把烟酸连到卟啉环上可以充当弱的电子供体，改变配体的授受性质，从而影响其性能，在生物医学，光敏剂等方面具有潜在的应用价值。同时烟酸上的N原子具有强烈的配位能力，卟啉连接的烟酸能够实验分内的配位作用，及分子间的自主装性能，实现卟啉烟酸化合物的聚合，在分子工程学和催化领用有独特的效果。