irotama037

■１■植物の光合成色素クロロフィルと脊椎動物の赤血球中にある呼吸色素ヘモグロビンの中心構造体であるヘムの構造は良く似ている。共にホルフィリンという分子構造を持つが､前者は中心にFe:鉄が収まり､後者はMg:マグネウムが入る。天然色素であるクロロフィルとヘモグロビンの色は互いに補色である。

■２■ヘモグロビン(血色素)は、｢ヘム｣と呼ばれる色素部分(補欠分子族)と｢グロビン｣と呼ばれるタンパク質部分で構成される色素タンパク質複合体に与えられた名称だ。肺から体の残りの部分に酸素を輸送し、二酸化炭素を肺に戻す赤血球のタンパク質である。ヘムは青色光を特に強く吸収するため赤く見える。

■３■これに対しクロロフィル(葉緑素)は生体内では色素タンパク質複合体として存在して機能する複合体の色素部分の名称である。主に電磁スペクトルの青と赤の部分の光エネルギーを吸収し、二酸化炭素と水をグルコースと酸素に変換する。光合成に不可欠であるクロロフィルの緑色はマグネシウムによる。

■４■どちらも炭素･水素･窒素で構成される４つのピロール環を持つ。どちらも生活に不可欠で、酸素と二酸化炭素を処理している。２つの天然色素が補色なのは互いにその補色を吸収しているからだ。２つの色素タンパク質複合体のタンパク質の部分は遺伝的に無関係という意味で、互いに全く異なっている。

■５■細胞内の比較的ありふれた分子ポルフィリンに収まるマグネシウムと鉄の間には化学的類似性があるが、クロロフィルとヘモグロビンにおける役割は異なる。しかしそれぞれ植物の光合成を担うクロロフィルと、動物における酸素輸送を担うへモグロビンの色素部分であるヘムとの構造は類似している。

■６■クロロフィルが吸収する光エネルギーを利用する光合成反応の副産物として発生する酸素が、進化の後の段階で呼吸における電子受容体として活用されることとなったのだ。時が経過して酸素呼吸の効率を高める補助過程として、酸素運搬を類似する分子のヘモグロビンが担うに至ったという因縁がある。

■７■生体内でのポルフィリン化合物の合成には葉緑体やミトコンドリアなどの細胞内小器官が関与し、一般にはヘムとクロロフィルの合成は途中の段階までは共通の経路を辿る。カブトガニのような一部の動物は赤でなく、銅(Cu)を含む青い血(ヘモシアニン)を持っているが、化学構造はかなり異なっている。

■８■動物の腸管を裏返した腸管と、植物の毛根とは同じ形をしている。三木成夫は『胎児の世界』の中で｢植物の体は、動物の腸管を引き抜いて裏返しにしたものである。根毛は露出した腸内の繊毛となって、大気と大地に体を開放して完全に交流し合う。両者の間には生物学的な境界線はない。｣と言っている。

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(※) 画像<2>「gettyimages」、<3>「wikiwand」　より借用・加工。

rewitten on 20240414 Sunday